KR20070122418A - 광학시트 및 그 제조방법 - Google Patents

광학시트 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20070122418A
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신지 후지모토
준이치 후지모리
토모히로 미즈노
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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 집광 기능 또는 광확산 기능이 우수하고, 사이드로브광의 유효 이용을 꾀함으로써 상기 사이드로브의 영향을 저감시켜서 소망하는 각도방향, 특히 정면방향으로의 휘도 상승율이 우수한 광학시트 및 그 효율적이고 고밀도한 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 광을 집광 내지 산란시키는 요철부가 형성된 제 1 표면을 갖는 지지체와, 상기 지지체와는 광학적 성질이 다른 광학조정부를 구비하여 이루어지고, 상기 광학조정부는 상기 제 1 표면측으로부터 상기 제 1 표면과는 반대측에 위치하는 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광이 입사했을 때의 상기 지지체에 있어서의 상기 광의 불통과부의 적어도 일부에 형성된 것을 특징이라고 해서 본질적으로 가시광 흡수성이 없는 재료로 형성된 광학시트, 및 그 제조방법이다.

Description

광학시트 및 그 제조방법{OPTICAL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
도 1은 종래의 광학시트를 사용한 액정표시장치의 일례를 표시하는 개략도이다.
도 2는 종래의 광학시트(프리즘시트)에서의 사이드로브광 등의 광로를 표시하는 개략도이다.
도 3은 프리즘시트의 제조장치의 일례를 표시하는 개략도이다.
도 4는 광의 불통과부를 표시하는 개략도이다.
도 5a는 본 발명의 광학시트에 형성하는 광학조정부의 일례를 표시하는 개략도이다.
도 5b는 본 발명의 광학시트에 형성하는 광학조정부의 일례를 표시하는 개략도이다.
도 5c는 본 발명의 광학시트에 형성하는 광학조정부의 일례를 표시하는 개략도이다.
도 5d는 본 발명의 광학시트에 형성하는 광학조정부의 일례를 표시하는 개략도이다.
도 5e는 본 발명의 광학시트에 형성하는 광학조정부의 일례를 표시하는 개략 도이다.
도 6a는 본 발명의 실시예 1의 광학시트의 제조공정(그 1)을 표시하는 개략도이다.
도 6b는 본 발명의 실시예 1의 광학시트의 제조공정(그 2)을 표시하는 개략도이다.
도 6c는 본 발명의 실시예 1의 광학시트의 제조공정(그 3)을 표시하는 개략도이다.
도 6d는 본 발명의 실시예 1의 광학시트의 제조공정(그 4)을 표시하는 개략도이다.
도 6e는 본 발명의 실시예 1의 광학시트의 제조공정(그 5)을 표시하는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 광학시트의 광로를 표시하는 개략도이다.
도 8a는 본 발명의 실시예 2의 광학시트의 제조공정(그 1)을 표시하는 개략도이다.
도 8b는 본 발명의 실시예 2의 광학시트의 제조공정(그 2)을 표시하는 개략도이다.
도 8c는 본 발명의 실시예 2의 광학시트의 제조공정(그 3)을 표시하는 개략도이다.
도 8d는 본 발명의 실시예 2의 광학시트의 제조공정(그 4)을 표시하는 개략도이다.
도 8e는 본 발명의 실시예 2의 광학시트의 제조공정(그 5)을 표시하는 개략도이다.
도 9a는 본 발명의 실시예 3의 광학시트의 제조공정(그 1)을 표시하는 개략도이다.
도 9b는 본 발명의 실시예 3의 광학시트의 제조공정(그 2)을 표시하는 개략도이다.
도 9c는 본 발명의 실시예 3의 광학시트의 제조공정(그 3)을 표시하는 개략도이다.
도 10a는 본 발명의 실시예 4의 광학시트의 제조공정(그 1)을 표시하는 개략도이다.
도 10b는 본 발명의 실시예 4의 광학시트의 제조공정(그 2)을 표시하는 개략도이다.
도 10c는 본 발명의 실시예 4의 광학시트의 제조공정(그 3)을 표시하는 개략도이다.
본 발명은 액정표시장치 등의 디스플레이, 표시장치, 조명장치 등에 사용되고, 집광 기능 또는 광확산 기능이 우수한 광학시트 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히, 사이드로브광의 유효 이용을 도모함으로써, 상기 사이드로브의 영향을 저감하여 소망하는 각도방향(예컨대, 정면방향)의 휘도 상승율이 우수한 광학시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 액정표시소자나 유기 EL 등의 디스플레이 등의 용도로 도광판 등의 광원으로부터의 광을 정면방향으로 광을 집광하는 렌즈 필름이나 확산시키는 확산 시트 등이 사용되고 있다.
예컨대, 도 1에 나타나 있는 바와 같은 텔레비젼 등에 사용되는 직하형 백라이트에서는 광원(42)으로부터의 출사광은 집광필름(광학시트)(41)에 입사하고, 입사광의 일부는 광학필름(41)에서 굴절투과해서 출사의 각도가 바뀌어 정면방향으로 출사하고, 나머지는 반사되어 광원(42)의 방향으로 되돌려진다. 집광필름(41)으로부터의 반사광은 광원(42), 확산판(43), 확산시트(44) 등의 표면으로부터 반사되어 다시 집광필름(41)으로 입사한다.
이러한 구성으로 함으로써, 광원의 출사광의 휘도분포가 넓게 분산되어 있어, 정면의 휘도가 낮아지는 특성을 갖고 있기 때문에, 집광필름(41)에 의해 광원으로부터의 광을 정면방향의 휘도가 높아지도록 지향 특성을 개선하고 있다.
도 2는 상기와 같은 집광필름(광학시트)(41)에 있어서의 광로를 나타내는 단면도이다. 도 2에 나타나 있는 바와 같이 입사한 광은 집광필름(41)을 굴절투과할 때에 정면방향으로 굴절하는 성분 A, 정면방향이 아니라 정면으로부터 떨어진 방향으로 굴절하는 성분 B, 및 표면에서 반사하는 성분 C로 나누어진다.
이들 광성분 중, 상기 성분 A는 정면방향, 즉 관찰방향으로 출사되는 것이며, 실제로 이용되는 광이다. 상기 반사되는 성분 C는 확산시트 등의 표면에서 확 산반사하여 집광필름에 입사하는 각도를 바꾸고, 일부는 성분 A로 변환되어 정면방향으로 출사한다. 이 반사를 반복함으로써, 성분 C의 대부분은 성분 A로 변환되어, 출사면의 정면방향의 휘도를 증가시킨다.
이에 대하여, 도 2의 X부분을 통과하는 광의 성분 B는 액정표시장치 등의 유효한 시야각에 광각도로 출사하는 광(이하, 사이드로브광이라고 칭함)으로 정면휘도의 증가에는 기여하지 않는 쓸모없는 광으로서 손실되고 있다. 그 때문에, 휘도의 저하를 초대할 뿐만 아니라, 화면 법선방향으로부터 극단적으로 멀리 떨어진 각도에서 두 번째로 휘도가 높은 화상이 관찰되어, 위화감이 있는 화상이 되는 등의 문제가 생기고 있었다.
이러한 문제를 해소하기 위해서, 프리즘시트(집광시트)의 프리즘면과는 반대측에 사이드로브광을 반사시키는 반사부재를 설치하고, 이 반사에 의해 사이드로브광을 재사용할 수 있도록 하는 제안이 되어 있다(일본 특허공개 2006-79040호 공보 참조).
그러나, 이 반사부재는 프리즘 패턴의 3분의 2 이하의 크기이고, 프리즘 패턴의 골짜기에 위치한다라는 기재가 있을 뿐으로, 사이드로브광을 효과적으로 반사시킬 수 있는 위치를 정확하게 특정하여 있지 않아서, 사이드로브광의 유효 이용을 꾀할 수 없는 가능성이 있다. 또한, 반사부재의 구체적인 형성방법에 관해서도 아무런 개시가 없다.
또한, 상기 프리즘시트에 광차단부를 설치하여 사이드로브광의 발생을 방지하도록 하는 제안이 되어 있다(일본 특허공개 2006-119166호 공보 참조). 이 특허 문헌 2에서는 상기 광흡수부의 구체적인 형성방법이 개시되고 있고, 특정 방향으로부터 광이 입사하고, 그 조사되는 광이 통과하는 광로의 유무(광밀도의 조밀)를 이용한 셀프 얼라인먼트법에 의해 광의 투과부와 광흡수부를 작성하여 나누고 있다. 상기 광이 통과하는 부분(광밀도가 높은 부분)만을 투과부로 하고, 광이 통과하지 않는 부분(광밀도가 낮은 부분)을 광차단부로 하고 있다.
그러나, 이 경우 정면방향으로부터 광을 조사해서 광의 투과부와 광흡수부를 형성하고 있는 것이 아니라, 정면방향(프리즘시트의 법선방향)에 대하여 35~71°방향으로부터 조사하고 있으므로, 정면방향으로 광을 집광하는 목적의 것으로는 맞지 않는다. 또한, 광차단부로서 흑색의 광흡수층을 사용하고 있으므로, 사이드로브광이 흡수되어 유효한 광이용이 방해되어 휘도의 향상을 꾀할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 집광 기능 또는 광확산 기능이 우수하고, 사이드로브광의 유효 이용을 꾀함으로써, 상기 사이드로브의 영향을 저감하여 소망하는 각도방향, 특히 정면방향으로의 휘도 상승율이 우수한 광학시트 및 그 효율적이고 고밀도한 제조방법은 아직 제공되어 있지 않고, 또한 개량, 개발이 요망되고 있는 것이 현재의 상태이다.
본 발명은, 종래에 있어서의 상기 문제를 해결하여, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은 집광 기능 또는 광확산 기능이 우수하고, 사이드로브광의 유효 이용을 꾀함으로써, 상기 사이드로브의 영향을 저감시켜서 소망하는 각도방향, 특히 정면방향으로의 휘도 상승율이 우수한 광학시트 및 그 효율적이고 고밀도한 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
<1> 본질적으로 가시광 흡수성이 없는 재료로 형성된 광학시트로서, 광을 집광 내지 산란시키는 요철부가 형성된 제 1 표면을 갖는 지지체와, 상기 지지체와는 광학적 성질이 다른 광학조정부를 구비하여 이루어지고,
상기 광학조정부는 상기 제 1 표면측으로부터 상기 제 1 표면과는 반대측에 위치하는 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광이 입사했을 때의 상기 지지체에 있어서의 상기 광의 불통과부의 적어도 일부에 형성된 것을 특징이라고 하는 광학시트이다.
<2> 광학적 성질이 광반사성인 상기 <1>에 기재된 광학시트이다.
<3> 광학적 성질이 광확산성인 상기 <1>에 기재된 광학시트이다.
<4> 광학적 성질이 굴절율차인 상기 <1>에 기재된 광학시트이다.
<5> 지지체가 2층 이상의 다층구조인 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 기재된 광학시트이다.
<6> 요철부가 프리즘 구조인 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 기재된 광학시트이다.
<7> 프리즘 구조가 꼭지각이 60~120°인 이등변 삼각형 형상인 상기 <6>에 기재된 광학시트이다.
<8> 상기 <1> 내지 <7> 중 어느 하나에 기재된 광학시트의 제조방법으로서,
광을 집광 내지 산란시키는 요철부가 적어도 제 1 표면에 형성된 지지체의, 상기 제 1 표면과는 반대측에 위치하는 제 2 표면에 감광층을 형성하는 감광층 형성공정,
상기 지지체의 제 1 표면측으로부터 상기 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광을 입사시켜 상기 감광층을 노광하는 노광공정, 및
상기 감광층의 비노광부로서, 상기 지지체에 상기 지지체와는 광학적 성질이 다른 광학 조정부를 형성하는 광학조정부 형성공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법이다.
<9> 지지체의 제 2 표면측에 적어도 1층의 제 2 지지체를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 <8>에 기재된 광학시트의 제조방법이다.
<10> 감광층은 포지티브 감광층이고, 현상에 의해 노광부의 감광층을 제거하고, 비노광부의 감광층의 적어도 일부에 광학적 조정부를 형성한 상기 <8> 또는 <9> 에 기재된 광학시트의 제조방법이다.
<11> 감광층은 네가티브 감광층이고, 현상에 의해 비노광부의 감광층을 제거하고, 상기 감광층이 제거된 영역의 적어도 일부에 광학적 조정부를 형성한 상기 <8> 또는 <9>에 기재된 광학시트의 제조방법이다.
<12> 감광층이 광경화형 포지티브 감광층이고, 노광에 의한 점착성의 변화를 이용하여 비노광부의 감광층의 적어도 일부에 광학적 조정부를 형성한 상기 <8> 또는 <9>에 기재된 광학시트의 제조방법이다.
<13> 지지체의 요철부가 지지체 상에 광경화성 수지를 함유하는 도포액을 도포하고, 노광하고, 경화시킴으로써 형성되는 상기 <8> 내지 <12> 중 어느 하나에 기재된 광학시트의 제조방법이다.
<14> 상기 <1> 내지 <7> 중 어느 하나에 기재된 광학시트를 표시면에 설치한 것을 특징으로 하는 표시장치이다.
본 발명의 광학시트는 본질적으로 가시광 흡수성이 없는 재료로 형성된 광학시트이고, 광을 집광 내지 산란시키는 요철부가 형성된 제 1 표면을 갖는 지지체와 상기 지지체와는 광학적 성질이 다른 광학조정부를 적어도 구비하여 이루어지고, 상기 광학조정부는 상기 제 1 표면측으로부터 상기 제 1 표면과는 반대측에 위치하는 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광이 입사했을 때의 상기 지지체에 있어서의 상기 광의 불통과부의 적어도 일부에 형성된 것을 특징이라고 한다.
이 때문에, 상기 광학조정부가 사이드로브광의 광로를 조정함으로써, 상기 사이드로브광의 유효 이용을 꾀할 수 있고, 집광 기능 또는 광확산 기능이 우수하고, 소망의 각도방향, 특히 정면방향으로의 휘도 상승율이 우수한 광학시트를 제공할 수 있다.
본 발명의 광학시트의 제조방법은 지지체의 적어도 제 1 표면에 광을 집광 내지 산란시키는 요철부를 형성하는 요철부 형성공정, 상기 지지체의 제 1 표면과는 반대측에 위치하는 제 2 표면에 감광층을 형성하는 감광층 형성공정, 상기 지지체의 제 1 표면측으로부터 상기 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광을 입사시켜 상기 감광층을 노광하는 노광공정, 및 상기 감광층의 비노광부이고, 상기 지지체에 상기 지지체와는 광학적 성질이 다른 광학조정부를 형성하는 광학조정부 형성공정을 포함하여 이루어진다.
이 때문에, 사이드로브광의 유효 이용을 꾀할 수 있고, 집광 기능 또는 광확산 기능이 우수하고, 소망하는 각도방향, 특히 정면방향으로의 휘도 상승율이 우수한 광학시트를 고정밀도 또 효율적으로 제조할 수 있다.
(광학시트)
본 발명의 광학시트는 지지체와 광학 조정부를 적어도 구비하여 이루어진다.
본 발명의 상기 광학시트로는 본질적으로 가시광 흡수성이 없는 것이 필요하다.
여기에서 말하는 가시광 흡수성이란, 흡수한 광에너지를 광학시트의 내부에서 최종적으로 열로 변환하는 성질을 갖는 것을 의미하고, 구체적으로는 람베르트 베르의 법칙을 따르는 광흡수 중 가시광 흡수성의 것을 의미하고, 자외선이나 적외선 영역에 광흡수를 가지는 것은 제외된다. 또한, 광학시트의 내부에 전반사, 프레넬 반사, 금속광택 등을 갖는 것은 본질적으로 광을 거의 흡수하지 않고 광을 반사시키므로, 가시광 흡수성으로부터 제외된다.
또한, 상기 가시광 흡수성은 제로인 것이 이상적이지만, 실질적으로는 가시광 흡수성을 제로로 하는 것은 곤란하여 가능한 한 적게 하는 것이 입사한 가시광선의 이용 효율을 높이는 점에서 바람직하다. 또한, 그를 위해서는 상기 광의 불통과부(광속밀도가 낮아지는 어느 한 부분)에 있어서도 가시광 흡수성의 재료를 사용하지 않는 것이 바람직하다.
<지지체>
상기 지지체는 광을 집광 내지 산란시키는 요철부가 형성된 제 1 표면을 갖 고, 상기 제 1 표면과는 반대측의 위치에 제 2 표면을 갖는다. 상기 지지체로는 상기 제 2 표면에도 요철부를 형성해도 좋다.
상기 요철부로는 광을 집광 내지 산란시키는 것이 가능한 미세한 요철이면 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 프리즘 구조가 바람직하다.
상기 지지체로는 그 형상, 구조, 크기, 두께, 재료 등에 대해서는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 상기 형상으로는, 예컨대 평판상, 시트형상 등이 열거되고, 상기 구조로는 단층구조이어도 좋고, 적층구조 이어도 좋고, 상기 크기로는 상기 광학시트의 크기 등에 따라 적당하게 선택할 수 있다. 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있지만, 지지체의 형상으로는 예컨대 장방형상, 정방형상, 원형상 등이 열거된다.
상기 지지체의 구조로는, 예컨대 단층이어도 좋고, 2층 이상 형성한 다층구조이어도 좋다.
상기 지지체를 2층 이상 형성하여 다층구조로 하는 경우에는, 예컨대 제 1 지지체에 제 2 이상의 시트형상의 지지체를 서로 접합하여도 좋고, 제 1 지지체의 표면에 제 2 지지체 형성용 광경화성 수지를 함유하는 도포액 등을 도포하고, 노광하고, 경화시켜서 형성해도 좋다.
상기 지지체의 두께는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있지만, 예컨대 0.005~4.0mm이 바람직하다. 여기에서, 상기 지지체의 두께는, 예컨대 지지체를 측정계에 끼워서 지지체의 두께를 측정하는 막두께 측정기, 광학적인 간섭을 이용해서 지지체의 두께를 측정하는 비접촉 막두께 측정기 등을 사용함으로써 측정할 수 있다.
상기 지지체의 재료로는 본질적으로 가시광 흡수성이 없이 투명하고, 어느 정도의 강도(강성)를 갖는 것이면 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 무기재료 및 유기재료 모두를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 강성이란, 구체적으로는, JIS P8125 규격에 기재되어 있는 테이버 강도(Taber stiffness)로서 측정가능한 지지체의 물성의 것을 나타낸다.
상기 무기재료로는, 예컨대 유리, 석영, 실리콘 등이 열거된다.
상기 유기재료로는, 예컨대 트리아세틸셀룰로오스 등의 아세테이트계 수지;폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리노르보르넨계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알콜계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리아크릴계 수지 등이 열거된다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
상기 요철부가 형성된 지지체로는, 구체적으로는 프리즘시트, 렌치큘러시트, 렌즈를 파리의 눈형상으로 배치한 플라이아이렌즈시트, 구형상의 입자를 이용하여 표면에 요철을 형성한 확산시트 등이 열거된다.
상기 프리즘시트로는 길이방향에 대하여 수직한 단면형상이 삼각형 형상인 장척의 프리즘렌즈가 지지체 상에 복수 배열된 것이어도 좋고, 삼각추 형상, 사각추 형상 등의 프리즘렌즈가 지지체 상에 복수개, 일정 간격 또는 랜덤하게 2차원적으로 배치된 것(이하, 피라미드시트라고 칭할 경우가 있음)이어도 좋다. 또한, 지지체에 삼각추 형상, 사각추 형상 등의 오목부가 일정 간격 또는 랜덤하게 2차원적으로 형성된 것(이하, 역피라미드시트라고 칭하는 경우가 있음)이어도 좋다.
상기 렌치큘러시트로는 길이방향에 대하여 수직한 단면형상이 반원형인 장척의 렌치큘러렌즈가 지지체 상에 복수 배열된 것이어도 좋고, 반구형의 렌치큘러렌즈가 지지체 상에 복수개 일정 간격 또는 랜덤하게 2차원적으로 배치된 것이어도 좋다.
이들 중에서도, 장척의 프리즘렌즈가 복수 배열된 프리즘시트, 피라미드시트, 역피라미드시트 등, 비구면의 표면을 규칙적으로 사용한 지지체는 정면방향의 휘도 상승율이 높아서, 보다 바람직하게 열거된다.
-요철부-
상기 요철부의 요철형상의 주기(피치)로는 1~150㎛이 바람직하고, 5~100㎛이 보다 바람직하다. 상기 요철형상의 주기(피치)가 150㎛를 초과하면, 디스플레이용으로 사용했을 경우 미소 요철이 시인되기 쉬워져서 글래어감이 생길 경우가 있다. 상기 주기(피치)가 1㎛ 미만이면, 규칙적인 주기로 요철형상을 배치하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있고, 또한 후술의 식 1로부터 명백해지듯이 광학시트 내부의 광속밀도가 낮아지는 부분도 작아지므로, 광학조정부를 형성하기 위한 감광층에 보다 높은 해상도가 필요하게 되기 때문에 광학시트의 제작이 곤란하게 되는 경우가 있 다. 또한, 동시에 광학시트의 두께도 얇아지기 때문에, 취급이 어렵고 광학시트의 제작이 보다 곤란하게 되는 경우가 있다.
상기 요철형상의 주기(피치)의 규칙성은 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있지만, 규칙성이 전혀 없는 경우에는 지지체 내부의 광속밀도가 낮아지는 부분의 계산이 곤란이 되어, 감광층을 형성하는 지지체의 두께의 선택이 곤란하게 되기 때문에, 일정한 규칙성이 있는 것이 바람직하다.
상기 요철형상의 주기(피치)가 일정 값이 아닐 경우, 그 주기의 변화는 10배이내가 바람직하고, 4배 이내가 보다 바람직하다. 상기 주기변화가 10배를 초과하면, 정면방향의 휘도상승의 효율이 극단적으로 저하하는 경우가 있다.
또한, 상기 요철부의 두께로는 1~100㎛이 바람직하고, 5~50㎛이 보다 바람직하다. 상기 요철부의 두께가 1㎛ 미만이면 고도의 집광성을 발현하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있고, 1OO㎛를 초과하면 요철부의 기계적인 강도가 저하하여 스크레치 상처 등의 하자가 발생하기 쉬워지거나, 요철이 시인되기 쉬워져 글래어감이 생기는 경우가 있다.
[프리즘시트]
이하, 프리즘시트에 대해서 상세하게 설명한다.
상기 요철부가 형성된 지지체가 프리즘시트일 경우, 상기 프리즘의 형상으로는(프리즘렌즈가 스트라이프 형상일 경우에는 길이방향에 대한 단면형상), 이등변 삼각형 형상이 바람직하고, 꼭지각이 60~120°이 바람직하고, 80~100°이 보다 바람직하다. 상기 꼭지각이 60°미만이거나 120°를 초과하면, 집광효과가 저하하여 정면방향의 휘도가 저하하는 경우가 있다.
상기 요철부(프리즘 구조)의 재료로는 특별히 제한하지 않지만, 정면 휘도향상의 관점에서 굴절율이 높은 것이 바람직하다. 이러한 수지로는 벤젠환이나 나프탈렌환 등의 방향환 구조, Br 및 Cl 등의 할로겐, 황의 함유율이 높은 유기 화합물이 열거된다.
상기 수지를 UV경화성 수지로서 사용하는 경우는, 상기와 같은 구조를 함유하고, 또한 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 에폭시기 등의 반응성기 함유 화합물과, 자외선 등의 방사선 조사로 상기 반응성기 함유 화합물을 반응시킬 수 있는 라디칼이나 양이온 등의 활성종을 발생하는 화합물을 혼합한 것이 열거된다. 특히 경화 속도로부터는 (메타)아크릴로일기, 비닐기 등의 불포화기를 함유하는 반응성기 함유 화합물(모노머)과 광에 의해 라디칼을 발생하는 광라디칼 중합 개시제의 조합이 바람직하다.
상기 반응성기 함유 화합물로는 (메타)아크릴로일기, 비닐기나 에폭시기 등의 반응성기 함유 화합물과, 자외선 등의 방사선 조사로 상기 반응성기 함유 화합물을 반응시킬 수 있는 라디칼이나 양이온 등의 활성종을 발생하는 화합물을 함유하는 것을 사용할 수 있다.
특히 경화의 속도로부터는 (메타)아크릴로일기, 비닐기 등의 불포화기를 함유하는 반응성기 함유 화합물(모노머)과, 광에 의해 라디칼을 발생하는 광라디칼 중합 개시제의 조합이 바람직하다. 그 중에서도, (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴로일기 함유 화합물이 바람직하다. 이 (메타)아크릴로일기 함유 화합물로는 (메타)아크릴로일기가 1개 또는 2개 이상 함유한 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 아크릴로일기, 비닐기 등의 불포화기를 함유하는 반응성기 함유 화합물(모노머)은 필요에 따라 단독으로 사용해도 또는 복수종을 혼합해서 사용해도 좋다.
이러한 (메타)아크릴로일기 함유 화합물로는, 예컨대 (메타)아크릴로일기 함유 화합물을 1개만 함유하는 단관능 모노머로서 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 보르닐(메타)아크릴레이트, 트리시클로데카닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 4-부틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 아크릴로일모르폴린, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 아밀(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 이소아밀(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 운데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 이소스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트가 열거된다.
또한, 방향환을 갖는 단관능 모노머로서 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 페녹시-2-메틸에틸(메타)아크릴레이트, 페녹시에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 3-페녹시-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-페닐페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 4-페닐페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 3-(2-페닐페닐)-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드를 반응시킨 p-쿠밀페놀의 (메타)아크릴레이트, 2-브로모페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 4-브로모페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 2,4-디브로모페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 2,6-디브로모페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 2,4,6-트리브로모페닐 (메타)아크릴레이트, 2,4,6-트리브로모페녹시에틸 (메타)아크릴레이트 등이 열거된다.
이러한 방향환을 갖는 단관능 모노머의 시판품으로는 Aronix M113, M110, M101, M102, M5700, TO-1317(이상, Toa Gosei K. K. 제품), Biscoat #192, #193, #220, 3BM(이상, Osaka Yuki Kagaku Kogyo K. K. 제품), NK Ester AMP-10G, AMP-20G(이상, Shin Nakamura Kagaku K. K. 제품), Light Acrylate PO-A, P-200A, Epoxy Ester M-600A, Light Ester PO(이상, Kyoeisha Kagaku K. K. 제품), 뉴프론티어 PHE, CEA, PHE-2, BR-30, BR-31, BR-31M, BR-32(이상, Daiichi Kogyo Seiyaku K.K. 제품) 등이 열거된다.
또한, (메타)아크릴로일기를 분자 중에 2개 갖는 불포화 모노머로는 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,9-노난디올 디아크릴레이트 등의 알킬디올 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 등의 폴리알킬렌글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸메탄올 디아크릴레이트 등이 열거된다.
비스페놀 골격을 가지는 불포화 모노머로는 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀A (메타)아크릴산 에스테르, 에틸렌옥사이드 부가 테트라브로모 비스페놀A (메타)아크릴산 에스테르, 프로필렌옥사이드 부가 비스페놀A (메타)아크릴산 에스테르, 프로필렌옥사이드 부가 테트라브로모비스페놀A (메타)아크릴산 에스테르, 비스페놀A디글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 에폭시 개환반응에서 얻어지는 비스페놀A 에폭시(메타)아크릴레이트, 테트라브로모비스페놀A 디글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 에폭시 개환반응에서 얻어지는 테트라브로모비스페놀A 에폭시(메타)아크릴레이트, 비스페놀F 디글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 에폭시 개환반응에서 얻어지는 비스페놀F 에폭시(메타)아크릴레이트, 테트라브로모비스페놀F 디글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 에폭시 개환반응에서 얻어지는 테트라브로모비스페놀F 에폭시(메타)아크릴레이트 등이 열거된다.
이러한 구조를 갖는 불포화 모노머의 시판품으로는 Biscoat #700, #540(이상, Osaka Yuki Kagaku Kogyo K. K. 제품), Aronix M-208, M-210(이상, Toa Gosei K. K. 제품), NK ESTER BPE-100, BPE-200, BPE-500, A-BPE-4(이상, Shin Nakamura Kagaku K. K. 제품), Light Ester BP-4EA, BP-4PA, Epoxy Ester 3002M, 3002A, 3000M, 3000A(이상, Kyoeisha Kagaku K. K. 제품), KAYARADR-551, R-712(이상, Nippon Kayaku K. K. 제품), BPE-4, BPE-10, BR-42M(이상, Daiichi Kogyo Seiyaku K.K. 제품), Ripoxy VR-77, VR-60, VR-90, SP-1506, SP-1506, SP-1507 , SP-1509, SP-1563(이상, Showa Kobunshi K. K. 제품 ), Neopol V779, Neopol V779MA(Nippon Yupika K. K. 제품) 등이 열거된다.
또한, 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 불포화 모노머로는 3가 이상의 다가알콜의 (메타)아크릴레이트, 예컨대 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리옥시에틸(메타)아크릴레이트, 트리스(2-아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트 등이 열거되고, 시판품으로는 Aronix M305, M309, M310, M315, M320, M350, M360, M408(이상, Toa Gosei K. K. 제품, Biscoat #295, #300, #360, GPT, 3PA, #400(이상, Osaka Yuki Kagaku Kogyo K. K. 제품), NK ESTER TMPT, A-TMPT , A-TMM-3, A-TMM-3L, A-TMMT(이상, Shin Nakamura Kagaku K. K. 제품), Light Acrylate TMP-A, TMP-6EO-3A, PE-3A, PE-4A, DPE-6A(이상, Kyoeisha Kagaku K. K. 제품, KAYARAD PET-30, GPO-303, TMPTA, TPA-320, DPHA, D-310, DPCA-20, DPCA-60(이상, Nippon Kayaku K. K. 제품)등이 열거된다.
부가하여 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머를 배합해도 좋다. 우레탄(메타)아크릴레이트로는, 예컨대 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸글리콜 등의 폴리 에테르폴리올; 숙신산, 아디프산, 아젤라산, 세바신산, 프탈산, 테트라히드로(무수)프탈산, 헥사히드로(무수)프탈산 등의 이염기산과 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜 등의 디올의 반응에 의해 얻어지는 폴리에스테르 폴리올; 폴리ε-카프로락톤 변성 폴리올; 폴리메틸발레로락톤 변성 폴리올; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜 등의 알킬폴리올; 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀A, 프로필렌옥사이드 부가 비스페놀A 등의 비스페놀A 골격 알킬렌옥사이드 변성 폴리올; 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀F, 프로필렌옥사이드 부가 비스페놀F 등의 비스페놀F 골격 알킬렌옥사이드 변성 폴리올, 또는 이들의 혼합물과 톨릴렌 디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트 등의 유기 폴리이소시아네이트와 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트 등의 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트로부터 제조되는 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머 등이 열거된다. 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머는 본 발명의 경화성 조성물의 점도를 적절하게 유지하는 점에서 바람직하다.
이들 우레탄(메타)아크릴레이트의 시판품의 모노머로는, 예컨대 Aronix Ml20, M-150, M-156, M-215, M-220, M-225, M-240, M-245, M-270(이상, Toa Gosei K. K. 제품), AIB, TBA, LA, LTA, STA, Biscoat #155, IBXA, Biscoat #158, #190, #l50, #320, HEA, HPA, Biscoat #2000, #2100, DMA, Biscoat #195, #230, #260, #215, #335HP, #310HP, #310HG, #312(이상, Osaka Yuki Kagaku Kogyo K. K. 제품), Light Acrylate IAA, L-A, S-A, BO-A, EC-A, MTG-A, DMP-A , THF-A, IB-XA, HOA, 13HOP-A, HOA-MPL, HOA-MPE, Light Acrylate3EG-A, 4EG-A, 9EG-A, NP-A, 1,6HX-A, DCP-A(이상, Kyoeisha Kagaku K. K. 제품), KAYARADTC-110S, HDDA, NPGDA, TPGDA, PEG400DA, MANDA, HX-220, HX-620(이상, Nippon Kayaku K. K. 제품), FA-51lA, 512A, 513A(이상, Hitachi Kasei K. K. 제품), VP(BASF Co. 제품), ACMO, DMAA, DMAPAA(이상, Kohjin K. K. 제품) 등이 열거된다.
우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머는 (a)히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트, (b)유기 폴리이소시아네이트 및 (c)폴리올의 반응물로서 얻어지는 것이지만, (a)히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트와 (b)유기 폴리이소시아네이트를 반응시킨 후, 이어서 (c)폴리올을 반응시킨 반응물인 것이 바람직하다.
이상의 불포화 모노머는 단독으로 사용되어도 좋고, 필요에 따라서 복수 종을 혼합해서 사용해도 좋다.
광라디칼 중합개시제로는, 예컨대 아세토페논, 아세토페논벤질케탈, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 크산톤, 플루오레논, 벤즈알데히드, 플루오렌, 안트라퀴논, 트리페닐아민, 카르바졸, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 미히러 케톤, 벤조인프로필 에테르, 벤조인에틸 에테르, 벤질디메틸케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 티옥산톤, 디에틸티옥산톤, 2-이소프로필티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티 오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥사이드, 비스-(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸렌펜틸포스핀옥사이드, 에틸-2,4,6-트리메틸벤조일에톡시페닐포스핀 옥사이드 등이 열거된다.
광라디칼 중합개시제의 시판품으로는, 예컨대 Irgacure 114, 369, 651, 500, 119, 907, 714, 2959, CGI1700, CGI1750, CGI11150, CG24-61, Darocur 1116, 1173(이상, Ciba Specialty Chemicals 제품), Lucirin LR1728, 1193X(이상, BASF Co. 제품), Ubecryl P36(UCB Co. 제품), KIP150(Lamberti Co. 제품) 등이 열거된다. 이들 중에서, 액상에서 용해하기 쉽고 고감도라고 하는 관점에서는 Lucirin1R 1193X가 바람직하다.
광라디칼 중합개시제는 전체 조성물 중에, 0.01~10질량%, 특히 0.5~7질량% 배합되는 것이 바람직하다. 배합량의 상한은 조성물의 경화특성이나 경화물의 역학특성 및 광학특성, 취급 등의 점으로부터 이 범위가 바람직하고, 배합량의 하한은 경화속도의 저하 방지의 점으로부터 이 범위가 바람직하다.
본 발명의 조성물에는 광증감제를 더 배합할 수 있고, 해당 광증감제로는, 예컨대 트리에틸아민, 디에틸아민, N-메틸디에탄올아민, 에탄올아민, 4-디메틸아미노안식향산, 4-디메틸아미노안식향산 메틸, 4-디메틸아미노안식향산 에틸, 4-디메틸아미노안식향산 이소아밀 등이 열거되고, 시판품으로는, 예컨대 Ubecryl P102, 103, 104, 105(이상, UCB Co. 제품) 등이 열거된다.
또한, 상기 성분이외에 필요에 따라서 각종 첨가제로서, 예컨대 산화방지제, 자외선흡수제, 광안정제, 실란커플링제, 도포면 개량제, 열중합금지제, 레벨링제, 계면활성제, 착색제, 보존 안정제, 가소제, 윤활제, 용매, 필러, 노화방지제, 흡습성 개량제, 이형제 등을 필요에 따라서 더 배합할 수 있다.
여기에서, 산화방지제로는, 예컨대 Irganox 1010, 1035, 1076, 1222(이상, Ciba Specialty Chemicals 제품), Antigen P, 3C, FR, GA-10(Sumitomo Chemical Industrial Co., Ltd. 제품) 등이 열거되고, 자외선흡수제로는 예컨대 Tinuvin P, 234, 320, 326, 327, 328, 329, 213(이상, Ciba Specialty Chemicals 제품), Seesorb 102, 103, 110, 501, 202, 712, 704(이상, Cypro Chemical, Co. Ltd. 제품) 등이 열거되고, 광안정제로는 예컨대 Tinuvin 292, 144, 622LD(이상, Ciba Specialty Chemicals 제품), SANOL LS-770(Sankyo Co., Ltd. 제품), Sumisorb TM-061(Sumitomo Chemical Industrial Co., Ltd. 제품) 등이 열거되고, 실란커플링제로는, 예컨대 γ-아미노프로필 트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필 트리메톡시실란, γ-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 시판품으로서 SH6062, 6030(이상, Toray Dow Corning Silicone Co. 제품), KBE903, 603, 403(이상, Shin-Etsu Kagaku Kogyo K. K. 제품) 등이 열거되고, 도포면 개량제로는, 예컨대 디메틸실록산폴리에테르 등의 실리콘 첨가제나 비이온성 플루오로 계면활성제가 열거되고, 실리콘 첨가제의 시판품으로는 DC-57, DC-190(이상, Dow Corning Co. 제품), SH-28PA, SH-29PA, SH-30PA, SH-190(이상, Toray Dow Corning Silicone Co. 제품), KF351, KF352, KF353, KF354(이상, Shin-Etsu Kagaku Kogyo K. K. 제품), L-700, L-7002, L-7500, FK-024-90(이상, Nippon Unicar K. K. 제품), 비이온성 플루오로 계면활성제의 시판품으로는 FC-430, FC-171(이상, 3M Co., Ltd. 제품), Megafac F-176, F- 177, R-08(이상, DAINIPPON INK AND CHEMICALS, INCORPORATED 제품)이 열거되고, 이형제로는 PRISURF A208F(Daiichi Kogyo Seiyaku K.K. 제품) 등이 열거된다.
본 발명의 수지액의 점도조정을 위한 유기용제로는 상기 수지액과 혼합했을 때에 석출물이나 상분리, 백탁 등의 불균일 없이 혼합할 수 있는 것이면 좋고, 예컨대 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 2-메톡시 에탄올, 시클로헥사놀, 시클로헥산, 시클로헥사논, 톨루엔 등이 열거되고, 필요에 따라서 이들을 복수종 혼합해서 사용해도 좋다. 유기용제를 첨가한 경우에는, 제품의 제조공정 중에 유기용제를 건조, 증발하는 공정이 필요하게 되지만, 증발 잔류의 용제가 대량으로 제품에 잔류했을 경우, 제품의 기계물성이 열화하거나 제품으로서 사용중에 유기용제가 증발, 확산하여 악취나 건강에 악영향을 미칠 염려가 있다. 이 때문에, 유기용제로는 고비점의 것은 잔류 용제량이 많아져서 바람직하지 않다. 단, 너무 저비점인 경우에는 격렬하게 증발하기 때문에, 면형상이 거칠어지거나, 건조시의 기화열에 의해 조성물 표면에 결로물이 부착되어 이 자국이 면형상 하자가 되거나, 증기농도가 높아져서 인화 등의 위험이 증가한다. 따라서, 유기용제의 비점으로는 50℃ 이상으로부터 150℃ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는70℃로부터 120℃ 사이이다. 소재의 용해성이나 비점의 관점에서, 유기용제로는 메틸에틸케톤(bp. 79.6℃) , 1-프로판올(bp.97.2℃) 등이 바람직하다.
본 발명의 수지액에 첨가되는 유기용제의 첨가량은 용제의 종류나 용제 첨가전의 수지액의 점도에도 의하지만, 충분하게 도포성이 개선되기 위해서는 10질량%로부터 40질량%의 사이이며, 바람직하게는 15질량%로부터 30질량%이다. 너무 소량 이면 점도저감의 효과나 도포량 증가의 효과가 적어 도포성이 충분하게 개량되지 않는다. 그러나, 지나치게 많이 희석하면, 점도가 너무 낮아서 시트형상체의 상에서 액이 유동하여 얼룩이 발생하거나, 시트형상체의 이면으로 액이 도는 등의 문제가 발생한다. 또한, 건조공정에서 충분하게 건조할 수 없어, 제품중에 유기용제가 다량으로 잔류하여 버려, 제품기능의 열화나 제품사용 중에 휘발하여 악취를 발생시키거나, 건강에 악영향을 미칠 염려가 생긴다.
본 발명의 수지액은 상기 각 성분을 일반적인 방법에 의해 혼합하여 제조할 수 있고, 필요에 따라서 가열 용해에 의해 제조할 수 있다.
이렇게 하여 조제되는 본 발명의 수지액의 점도는 보통 10~50,000mPaㆍs/25℃이다. 기재나 엠보스롤에 수지액을 공급하는 경우에는, 점도가 지나치게 높으면 균일하게 조성물을 공급하는 것이 어렵게 되어, 렌즈를 제조할 때 도포 얼룩이나 굴곡, 기포의 혼입이 생기거나 하기 때문에, 목적으로 하는 렌즈 두께를 얻는 것이 어렵게 되어, 렌즈로서의 성능을 충분하게 발휘할 수 없다. 특히, 선속도를 고속화했을 때에 그 경향이 현저해진다. 따라서, 이 경우에는 액점도는 낮은 편이 바람직하고, 1O~1OOmPaㆍs이고, 더욱 바람직하게는 10~50mPaㆍs이다. 이러한 낮은 점도는 상기 유기용제를 적당량 첨가함으로써 조정이 가능하다. 또, 도포액의 보온 설정에 의해, 점도를 조정하는 것도 가능하다. 한편, 용제 증발후의 점도가 지나치게 낮으면 엠보스롤로 형압할 때, 렌즈 두께의 컨트롤이 어려워 일정 두께의 균일한 렌즈를 형성할 수 없는 경우가 있어, 바람직한 점도는 100~3,000mPaㆍs이다. 유기용제를 혼합하는 경우에는, 수지액의 공급부터 엠보스롤로 형압할 때까지의 공정 사이 에, 유기용제를 가열건조 등에 의해 증발시키는 공정을 형성함으로써, 수지액체 공급시는 저점도에서 균일하게 액공급을 할 수 있고, 엠보스롤로 형압할 때는 유기용제를 건조시켜 보다 고점도화시킨 수지액으로 균일하게 형압하는 것이 가능하게 된다.
여기에서, 본 발명의 수지액을 경화시킴으로써, 얻어지는 경화물은 이하의 물성을 갖는 것이 특히 바람직하다. 제 1로, 그 경화물의 25℃에서의 굴절율이 1.55이상이 바람직하고, 1.56 이상이 보다 바람직하다. 굴절율이 1.55 미만이면, 본 조성물을 이용하여 광학시트를 형성했을 경우, 충분한 정면휘도를 확보할 수 없는 경우가 생긴다.
제 2로, 상기 경화물의 연화점은 40℃ 이상, 특히 50℃ 이상인 것이 바람직하다. 연화점이 40℃ 미만인 경우에는 내열성이 충분하지 않을 경우가 있다.
또한, 고굴절율의 무기 미립자 재료를 함유시킴으로써 고굴절화한 재료도 사용할 수 있다. 이러한 무기 고굴절 재료로는 Si(굴절율 3.5), TiO2(굴절율 2.2~2.7), CeO2(굴절율 2.2), ZrO2(굴절율 2.1), In2O3(굴절율 2.0), La2O3(굴절율 1.95), SnO2(굴절율 1.9), Y2O3(굴절율 1.82), Sb2O5(굴절율 2.09~2.29) 등이 열거된다.
상기 고굴절율의 무기미립자의 입경은 작은 편이 수지의 투명성이 높아져서 바람직하다. 구체적으로는, 100nm 이하가 바람직하고, 50nm 이하가 보다 바람직하고, 20nm 이하가 더욱 바람직하다.
상기 고굴절율의 무기미립자는 일반적인 UV경화성 수지에 혼합해서 사용할 수 있다. 이 때문에, 상기와 같은 고굴절율의 UV경화성 수지에 혼합함으로써, 보다 고굴절율의 UV경화성 수지를 얻을 수 있다.
또한, 상기 프리즘시트는 폴리카보네이트 등의 열가소성의 시트가 용융 상태 동안에 금속제의 톱니형상의 프리즘시트 원반롤을 프레스하는 방법, 마찬가지로 열가소성의 수지를 편측에 톱니형상의 형상을 가진 원반 중으로 압출하여 성형하는 방법 등에 의해서도 작성할 수 있다.
[확산 시트]
상기 요철부가 형성된 지지체가 확산 시트일 경우에 관하여 설명한다.
상기 확산 시트에 확산성을 부여하는 방법으로는 특별히 제한하지 않고, 확산 입자를 함유시켜도 좋고, 다른 굴절율의 수지를 혼련해도 좋고, 공기 비드나 중공 비드 등을 함유시켜도 좋다. 또한, 광확산면에 비드를 부착시키고 블라스트를 가하여 거칠게 하고, 녹기 쉬운 물질을 함침시켜서 형성한 후 용해시키는 등, 면조도를 거칠게 해서 면형상으로 확산 효과를 부여할 수 있다.
또한, 보다 상세하게는 하기와 같은 확산 시트를 사용할 수 있다.
상기 확산 시트는 수지, 휘발성 액체 및 입자로 이루어진 도포액을 지지체 상에 도포하고, 건조함으로써 형성된다.
상기 도포액의 성분으로는 수지, 휘발성 액체, 입자, 필요에 따라 기타의 성분이 더 열거된다.
상기 수지로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있 지만, 아크릴수지, 스티렌-부타디엔 수지 등이 열거된다.
상기 휘발성 액체로는 메틸에틸케톤(MEK), 시클로헥사논, 톨루엔, 물 등이 열거된다.
상기 입자의 형상으로는 구형상, 타원구형상, 곡옥(勾玉)형상 등이 열거된다.
상기 입자평균 입경으로는 건조후의 도포층의 평균 두께보다도 크면 좋고, 0.5~50㎛인 것이 바람직하다.
상기 입자의 평균 입경으로는, 예컨대 동적광산란법, 레이저 회절법 등을 사용한 측정장치에 의해 측정할 수 있다.
상기 입자로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 유기입자, 무기입자 등이 열거된다.
상기 유기입자로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트 수지입자, 멜라민 수지입자, 폴리스티렌 수지입자, 실리콘 수지입자 등이 열거된다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
상기 유기입자로는 가교구조를 갖는 것이 바람직하다.
상기 가교구조를 갖는 유기입자로는 가교구조를 갖는 아크릴 수지 입자 등이 바람직하다.
상기 무기입자로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 탤크, 탄산칼슘, 실리콘, 알루미나 등이 열거된다. 이들은 1종 단 독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
상기 입자의 첨가량으로는 상기 수지 100질량부에 대하여 1~1,000질량부가 바람직하고, 25~400질량부가 보다 바람직하다. 상기 첨가량이 1질량부 미만이면, 광확산제로서의 기능을 담당할 수 없게 되는 경우가 있고, 1,O00 질량부를 초과하면, 입자가 분산되기 어려운 경우가 있다.
상기 수지의 굴절율과 상기 입자의 굴절율 비의 값으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 조제할 수 있지만, 예컨대 25℃에서 측정한 D(n25) 선의 굴절율에 있어서 0.9~1.1이 되는 것이 바람직하고, 0.95~1.05이 보다 바람직하다.
상기 수지의 굴절율과 상기 입자의 굴절율 비의 값이 0.9 미만 또는 1.1를 초과하면, 입자, 수지 계면에서의 반사광 성분이 커져서 광의 투과율이 저하하는 경우가 있다.
상기 기타의 성분으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 입자침강 방지제, 불소계 계면활성제, 산란제, 증점제, 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 경화제, 가교제, 광중합 개시제, 모노머 등이 열거된다.
상기 입자침강 방지제로는, 예컨대 지방산 아미드, 산화 폴리에틸렌, 금속비누류, 유기 벤토나이트, 수소 첨가 피마자유 왁스 등이 열거된다. 이들 중에서도, 지방산 아미드, 산화 폴리에틸렌이 보다 바람직하다. 이들은 1종 단독이어도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
상기 산란제로는 상술한 입자와 마찬가지로 광확산제로서의 기능을 담당하므로 광확산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 산란제의 평균 입경으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 1~5㎛인 것이 바람직하다.
상기 산란제의 평균 입경은 특별히 제한하지 않고, 예컨대 동적광산란법, 레이저 회절법 등을 사용한 측정장치에 의해 측정할 수 있다.
상기 산란제의 재료로는 특별히 제한하지 않고, 예컨대 실리카, 탄산칼슘, 알루미나, 지르코니아 등이 열거된다.
상기 산란제의 상기 도포액 중에 있어서의 첨가량으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있지만, 예컨대 상기 도포액 전체량에 대하여, 1~20질량부가 바람직하다.
상기 증점제로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 아크릴아미드아민염 등이 열거된다.
상기 증점제의 첨가량으로는 상기 수지 100질량부에 대하여 O.1~10질량부가 바람직하다.
상기 불소계 계면활성제로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대, 불소계 음이온 계면활성제, 불소계 양성 계면활성제 등이 열거된다.
상기 불소계 계면활성제의 첨가량으로는 상기 수지 100질량부에 대하여 O.001~O.1질량부가 바람직하다.
상기 도포액의 표면장력으로는 40N/m 이하가 바람직하고, 30N/m 이하가 보다 바람직하다. 상기 표면장력이 40N/m를 초과하면, 도포층의 면형상이 악화할 가능성이 있다.
상기 도포액의 표면장력은, 예컨대 자동 표면장력계(CBVP-A3, KYOWA INTERFACE SCIENCE CO., LTD. 제품)에 의해 측정할 수 있다.
상기 도포액의 점도로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있지만, 25℃에 있어서 10~200mPaㆍs가 바람직하고, 5~150mPaㆍs가 보다 바람직하다. 상기 점도가 1OmPaㆍs 미만이면, 입자침강성을 유지하는 것이 곤란해지는 경우가 있고, 200mPaㆍs를 초과하면, 송액성, 도포성, 면형상 등이 악화되는 경우가 있다.
상기 도포액의 점도는, 예컨대 Tokyo Keiki Co., Ltd. 제품의 E형 점도계(ELD형)에 의해 측정할 수 있다.
상기 도포액의 고형분의 농도는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있지만, 상기 도포액의 전체량 100 질량부에 대하여 10~40질량부가 바람직하고, 20~30질량부가 보다 바람직하다.
<광학조정부>
상기 광학조정부는 상기 지지체의 내부 내지 표면에 형성되고, 상기 지지체와는 광학적 성질이 다른 것이다.
본 발명의 상기 광학시트의 상기 광학조정부는, 상기 지지체의 요철부가 형 성된 제 1 표면측으로부터 상기 제 1 표면과는 반대측에 위치하는 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광이 입사했을 때의 상기 지지체에 있어서의 상기 광의 불통과부의 적어도 일부에 형성된다. 상기 광의 불통과부란, 즉 프레넬 반사에 의해 진입하는 약간의 광이나 미광 등을 제거하여 본질적으로 광속밀도가 낮아지는 부분을 의미하고, 더욱 구체적으로는 광학시트 내부의 광속밀도가 가장 높아지는 부분과 비교하여 광속밀도가 그 50% 미만이 되는 부분을 가리킨다.
상기 광의 불통과부에 대해서, 도 4에 나타나 있는 바와 같이 광학시트가, 예컨대 단면형상이 이등변 삼각형 형상인 장척의 프리즘렌즈가 복수 평행하게 배열된 프리즘시트일 경우를 이하에 설명한다.
도 4에 나타나 있는 바와 같이, 광학시트(1)에 대하여 요철부(5)를 갖는 제 1 표면(3)측으로부터 상기 제 1 표면(3)과는 반대측에 위치하는 제 2 표면(4)의 법선방향에 대하여 평행광 hv를 입사했을 때에, 광학시트(1)내부, 즉 지지체(2) 내부의 광의 불통과부는 도 4의 사선부의 영역(불통과부(6))으로 된다.
상기 불통과부(6)는 높이 Y, 폭 X의 단면 마름모꼴의 사각추 형상이고,
θ1: 프리즘의 꼭지각
L: 프리즘의 저변의 길이(피치)
n1: 프리즘 형성물(요철부(5))의 굴절율
n2: 지지체(2)의 굴절율(사출성형으로 동일 소재인 경우, n1=n2)
θ2: 제 2 표면(4)의 법선방향에 대하여 평행광 hv를 입사했을 때의 공기층으로부터 프리즘(요철부(5)) 내부로의 출사각
θ3: 프리즘(요철부(5))로부터 지지체(2)로의 입사각
θ4: 프리즘(요철부(5))로부터 지지체(2)로의 출사각이라고 했을 경우, 하기식 1으로 나타낼 수 있다.
<식1>
θ2 = arcsin((sin(90-(θ1)/2))/(n1))
θ3 = 90-(θ1)/2-(θ2)
θ4 = arcsin((n1)ㆍ(sin(θ3))/(n2))
Y = Lㆍ(1/(2ㆍtan(θ4))-1/(2ㆍtan((θ1)/2)))
X = Yㆍtan(θ4)
따라서, 상기 식 1으로부터, 예컨대 θ1=90°, L=50㎛, n1=1.59, n2=1.65인 경우, 상기 불통과부(6)의 높이 Y 및 폭 X는
Y=52.4㎛
X=16.9㎛로 계산할 수 있다.
상기 광의 불통과부의 적어도 일부에 지지체와는 광학적 성질이 다른 광학조정부를 형성한다. 상기 광학조정부는 상기 불통과부의 적어도 일부이면 어디에 형성해도 좋고, 도 4의 단면 다이아몬드형의 불통과부(6) 전체를 광학조정부로 해도 좋고, 도 5에 나타나 있는 바와 같이 불통과부의 일부에 광학조정부를 형성해도 좋다.
구체적으로는, 도 5a에 나타나 있는 바와 같이, 불통과부(6)의 일부이고, 단면 삼각형 형상인 광학조정부(7)로 해도 좋다. 또한, 동 도 5a에 2점 쇄선으로 나 타내듯이, 광학조정부(7)가 형성된 지지체(2)의 제 2 표면(4)측에 지지체(2B)를 더 적층해도 좋다. 또한, 도 5b에 나타나 있는 바와 같이 불통과부(6)의 일부로서, 단면 역삼각형 형상의 광학조정부(7)로 해도 좋다. 또한, 도 5c에 나타나 있는 바와 같이 불통과부(6)의 일부로서, 지지체(2)의 제 2 표면(4) 상에 광학조정부(7)를 형성해도 좋다. 또한, 도 5d에 나타나 있는 바와 같이 불통과부(6)의 일부로서, 광의 통과부와의 계면에 광학조정부(7)를 형성해도 좋고, 도 5e에 나타나 있는 바와 같이 불통과부(6)의 중앙부근의 일부에 광학조정부(7)를 형성해도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서의 광학조정부는 상기 불통과부의 적어도 일부이면 어느 형상, 크기, 위치에 형성해도 좋고, 상기 구체예에 한정되는 것은 아니다.
상기 광학적 성질로는 광반사성, 광확산성, 굴절율차 등이 열거된다. 상기 광학조정부에 상기 광반사성, 광확산성을 갖게 하거나, 지지체와의 굴절율차를 형성함으로써, 상기 본질적으로 가시광 흡수성이 없는 지지체와 다른 광학적 성질을 갖는 광학조정부를 용이하게 형성할 수 있다.
이하, 광반사성, 광확산성,및 굴절율차를 갖는 광학조정부에 대해서 상세하게 설명한다.
[광반사성을 갖는 광학조정부]
본 발명의 상기 광학시트는 상기 지지체의 요철부가 형성된 제 1 표면측으로부터 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광이 입사했을 때에, 지지체 내부 내지 표면의 광속밀도가 낮아지는 어느 한 부분에 상기 지지체와는 광반사성의 다른 영역(광학조정부)을 갖는 것이 바람직하다.
상기 광반사성의 다른 광학조정부로는, 예컨대 금속막과 같은 정반사성을 갖는 것으로 형성해도 좋고, 확산 반사성을 갖는 백색층으로 형성해도 좋다. 구체적으로는, 예컨대 도 5C에 나타나 있는 바와 같이 지지체(2)의 제 2 표면(4)에 금속증착에 의해 광반사성을 갖는 금속막을 형성하여 광학조정부(7)로 할 수 있다.
상기 정반사성의 금속막으로는 금, 은, 알루미늄, 백금, 바나듐, 루비듐, 로듐, 오스뮴, 이리듐, 수은, 동, 철, 니켈 등이 열거되고, 이들 중에서도 반사율이 높은 관점에서 은, 알루미늄을 증착시켜서 형성한 금속막이 보다 바람직하게 열거된다. 이들 금속은 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합시킨 합금을 사용해도 좋다.
상기 금속막의 두께로는 광을 투과하지 않는 정도이면 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있지만, 1OOnm 이하가 바람직하다.
상기 확산 반사성의 백색층으로는 Si(굴절율 3.5), TiO2(굴절율 2.2~2.7), CeO2(굴절율 2.2), ZrO2(굴절율 2.1), In2O3(굴절율 2.0), La2O3(굴절율 1.95), SnO2(굴절율 1.9), Y2O3(굴절율 1.82), Sb2O5(굴절율 2.09~2.29), 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 실리카 등의 무기입자를 함유하는 층, 중공입자 등의 내부에 공기를 갖는 입자를 함유하는 층, 다공질층 등이 열거된다. 이들 중에서도, 굴절율이 높고 반사성이 우수한 관점에서, 산화티탄이 보다 바람직하게 열거된다. 또한, 중공입자 등의 공기 함유층도 결착제와의 굴절율차가 크고 반사성이 우수하기 때문에 보다 바람직하다.
상기 첨가하는 입자의 입경으로는 0.1~5㎛이 바람직하고, 0.2~1㎛이 보다 바람직하다. 상기 첨가하는 입자의 입경이 O.1㎛ 미만이면, 반사성능이 저하하는 경우가 있고, 5㎛를 초과하면 백색층의 두께의 이상적인 설계가 곤란하게 되거나 입자가 백색층으로부터 밀려나옴으로써, 역시 이상적인 설계가 곤란하게 되는 경우가 있다.
상기 입자는 바인더(결착제) 중에 첨가되어 사용되지만, 상기 바인더로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있지만, 구체적으로는 젤라틴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 카르복실화 셀룰로오스 등의 변성 셀룰로오스류, 전분류, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 아세탈수지, 나일론, 페놀수지, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말, 초산비닐, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 및 그 에스테르화물인 아크릴수지, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화비닐리덴 수지, 에틸렌 초산비닐 수지, 염화비닐, SBR, NBR 등의 고무류 등이 열거된다.
상기 입자의 첨가량으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있지만, 상기 바인더의 체적에 대하여 1~90체적%가 바람직하다. 상기 첨가량이 1체적% 미만이면 광의 반사성이 저하하는 경우가 있거나, 백색층에 과도한 두께가 필요하게 되는 경우가 있고, 90체적%를 초과하면 백색층의 내구성이 저하하여 상처 등의 결함을 일으키는 경우가 있다.
상기 광반사성을 갖는 광학조정부의 광의 반사율로는 5~100%이 바람직하고, 50~100%이 보다 바람직하다. 상기 반사율이 5% 미만이면 광반사성을 갖는 광학조정부로서의 효과가 발현되는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다.
[광확산성을 갖는 광학조정부]
본 발명에 사용되는 광학시트는 상기 지지체의 요철부가 형성된 제 1 표면측으로부터 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광이 입사했을 때에, 지지체 내부 내지표면의 광속밀도가 낮아지는 어느 한 부분에 광확산성 영역(광학조정부)을 갖는 것이 바람직하다. 상기 광확산성을 갖는 광학조정부가 존재하면, 광로가 변경됨으로써 종래 정면으로 집광할 수 없었던 광을 이용할 수 있게 된다.
여기에서 말하는 광산란이란, 반사광/투과광의 비율이 1 이하인 것을 가리킨다.
상기 광확산성을 갖는 광학조정부는, 예컨대 PMMA, 실리카 등의 저굴절율 입자를 스티렌 등의 비교적 고굴절율의 바인더 중에 내포시킨 것, 또는 입자를 함유한 층을 이용하여 표면에 미세한 요철을 형성함으로써 형성할 수 있다.
[굴절율차를 갖는 광학조정부]
본 발명에 사용되는 광학시트는 상기 지지체의 요철부가 형성된 제 1 표면측으로부터 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광이 입사했을 때에, 지지체 내부 내지표면의 광속밀도가 낮아지는 어느 한 부분에 상기 지지체와는 굴절율이 다른 영역(광학조정부)을 갖는 것이 바람직하다. 상기 굴절율이 다른 광학조정부가 존재함으로써 종래는 정면에 집광할 수 없어 이용할 수 없었던 광을 굴절시킴으로써 광로를 변화시키고, 일단 입사면측으로 되돌리거나 또는 정면방향으로 집광시키는 효과 가 발현되어 바람직하다.
상기 굴절율은 제 1 표면측으로부터 제 2 표면의 법선방향에 대하여 평행광이 입사했을 때에, 지지체 내부의 광속밀도가 낮아지는 부분(불통과부)의 굴절율이 상기 지지체보다도 고굴절율인 경우와, 반대로 저굴절율인 경우의 어느 것이라도 좋고, 광학설계에 의해 적당하게 선택할 수 있다. 특히, 프리즘시트의 경우, 제 2 표면의 법선방향에 대하여 평행광이 입사했을 때에, 도 5a에 나타나 있는 바와 같이 지지체 내부의 광속밀도가 낮아지는 부분의 중심보다 프리즘측(요철부(5)측)의 3각 기둥의 영역을 고굴절율로 하거나, 또는 도 5b에 나타나 있는 바와 같이 불통과부(6)의 중심보다 프리즘(요철부(5))과는 반대측의 3각 기둥의 영역을 저굴절율로 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 종래 프리즘 rud사면에서 1회 전반사하여 외부로 방출되는 광, 이른바 사이드로브광의 광로를 보다 정면방향(지지체의 법선방향)으로 굴절시켜, 프리즘 사면에서 2회 정반사시킴으로써 배면측으로 광을 되돌리는 것이 가능해져서, 광의 집광효율이 향상되어 보다 바람직하다.
상기 광학조정부와 지지체의 굴절율차는 0.05 이상이 바람직하고, 0.1 이상이 보다 바람직하다. 상기 굴절율차가 0.05 미만이면, 사이드로브광의 광로의 굴절을 양호하게 행할 수 없어, 집광효율이 낮아지는 경우가 있다.
상기 굴절율차를 갖는 광학조정부 이외의 지지체 부분은 광중합성 소재를 이용하여 형성되는 것이 바람직하다. 광중합성 소재의 경우, 후술의 본 발명의 광학시트의 제조방법에서 사용하는 셀프 얼라인먼트 방식에서는, 평행광이 입사했을 때에 광속밀도가 낮아지는 부분(광의 불통과부)이 중합되지 않아 현상에 의해 공동을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 공동 내에 상기 광중합성 소재와는 굴절율이 다른 소재를 충전 등을 함으로써 굴절율차를 갖는 광학조정부를 용이하게 형성할 수 있다.
상기 광중합성 소재로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 종래 공지의 라디칼 중합성, 양이온 중합성의 모노머에 광중합 개시제를 첨가해서 사용할 수 있다.
상기 중합성 모노머로는 단관능, 다관능의 것을 단독 또는 혼합해서 적당하게 사용할 수 있지만, 단관능 단독보다도 다관능성의 것을 일부 혼합시키는 것이 현상을 안정화시키는 관점에서 보다 바람직하다.
상기 광학조정부의 굴절율로는 그 소재의 조합에 의해 적당하게 선택가능하지만, 광학설계의 용이성으로부터 1.45~1.65이 바람직하다.
상기 광학조정부를 지지체보다도 고굴절율의 것으로 하는 방법으로는 상기 현상에 의해 형성한 공동에 고굴절율 소재를 유입하는 것으로 형성할 수 있다. 상기 고굴절율 소재로는 핫멜트성 소재, 광중합성 소재가 적합하게 열거된다. 이들 핫멜트성 소재 또는 광중합성 소재는 유동성과 비유동성을 온도나 광에 의해 컨트롤할 수 있는 관점에서도 바람직하다. 또한, 이들은 유기용제에 의해 유동성이 부됨으로써, 상기 현상에 의해 형성한 공동에 소재를 유입하는 것이 용이해지는 관점에서도 바람직하다. 이 경우, 사용한 유기용제는 그 후의 공정에서 가열건조시키는 것이 바람직하다. 또한, 이들 핫멜트성 소재나 광중합성 소재가 유기물이면 분자내에 벤젠환, 나프탈렌환 등의 방향환, 염소, 불소 등의 할로겐화물, 또는 유황을 함 유하여 고굴절율이 되는 소재가 바람직하다.
또한, 광학조정부에 고굴절율을 부여하기 위해서, 무기미립자를 첨가하는 것도 바람직하다.
상기 무기미립자로는 Si(굴절율 3.5), TiO2(굴절율 2.2~2.7), CeO2(굴절율 2.2), ZrO2(굴절율 2.1), In2O3(굴절율 2.0), La2O3(굴절율 1.95), SnO2(굴절율 1.9), Y2O3(굴절율 1.82), Sb2O5(굴절율 2.09~2.29) 등의 고굴절율 미립자가 열거된다. 이들 무기미립자의 입경으로는 100nm 이하가 바람직하고, 50nm 이하가 보다 바람직하고, 20nm 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 광확산성, 광반사성을 부여할 목적에서 1OOnm 보다 큰 입자를 첨가하는 것도 가능하다.
-제 2 지지체-
본 발명의 상기 광학시트는 상기 요철부가 형성된 지지체의 제 2 표면측에 본질적으로 가시광 흡수성이 없고 강성이 있는 제 2 지지체를 더 적층하여 다층구조로 하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 지지체로는 시트형상의 것을 접합시키는 것이 바람직하다.
이렇게, 제 2 지지체를 적층함으로써, 상기 적당한 강성에 의해 광학시트의 취급성이 향상되는 관점에서 보다 바람직하다.
상기 제 2 지지체에 사용하는 시트로는 특별히 제한하지 않고, 종래 공지의 것을 사용할 수 있고, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 베이스의 시트, TAC 베이스의 시트 등이 열거된다.
또한, 접합시킬 본질적으로 가시광 흡수성이 없고 강성이 있는 시트는 표면에 요철부가 형성된 것을 사용해도 좋다. 이 요철부로는 특별히 제한이 없고, 상기 제 1 지지체에 사용한 것 같은, 프리즘시트, 렌치큘러시트, 플라이아이렌즈시트, 사각추 등을 2차원적으로 배치한 피라미드시트, 사각추 형상 등의 오목부를 형성한 역피라미드시트, 구형의 입자를 이용하여 표면에 요철을 제작한 확산시트 등이 열거된다.
이렇게 표면에 요철부가 형성된 제 2 지지체를 접합시킴으로써, 광학시트의 정면으로부터의 휘도를 향상시키는 효과가 얻어지고, 광학시트의 강성도 더 향상시킬 수 있는 관점에서 보다 바람직하다.
상기 제 1 지지체와 제 2 지지체의 접합에는 종래 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예컨대, 어느 하나의 지지체의 표면 전체 또는 표면의 일부에 접착제를 도포해서 접합하는 방법, 어느 하나의 지지체의 일부를 용융시켜 양쪽의 지지체를 접합하는 방법 등이 열거되지만, 표면에 요철형상을 갖는 제 2 지지체를 접합할 경우에는, 상기 제 2 지지체와 상기 제 1 지지체 사이에 공기층을 형성하여 접합하는 것이 바람직하고, 이 공기층을 형성하기 위해서 양쪽의 지지체를 부분적으로 접합하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 지지체는 제 1 지지체 상에 수지를 함유하는 도포액을 도포하고, 건조시킴으로써 형성해도 좋고, 광경화성 수지 등을 함유하는 도포액을 도포하고, 노광함으로써 상기 광경화성 수지를 경화시켜서 형성해도 좋다.
-용도-
본 발명의 광학시트는 집광 기능 또는 광확산 기능이 우수하고, 소망하는 각도방향, 특히 정면방향으로의 휘도 상승율이 우수하므로, 휴대전화, PC용 모니터, 텔레비젼, 액정 프로젝터 등의 액정표시장치에 적합하게 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 광학시트는 상기 액정표시장치의 백라이트로서 사용되는 엣지 라이트식 면광원 장치의 도광판의 상면에 요철부를 위로 하여 설치하여, 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 광학시트는 필요한 각도로의 집광성이 특히 우수하므로, 상기 액정표시장치에 있어서 불요한 각도로의 출사광, 즉 사이드로브광을 적게 할 수 있어, 상기 액정표시장치의 휘도를 상승시킬 수 있는 광학시트로서 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
(광학시트의 제조방법)
본 발명의 상기 광학시트의 제조방법은 감광층 형성공정, 노광공정 및 광학조정부 형성공정을 적어도 포함하고, 필요에 따라서 요철부 형성공정, 현상공정(액체 현상공정), 제 2 지지체 형성공정 등의 그 밖의 공정을 포함하여 이루어진다.
<요철부 형성공정>
상기 요철부 형성공정은 지지체의 적어도 제 1 표면에 광을 집광 내지 산란시키는 요철부를 형성하는 공정이다. 시판의 프리즘시트, 렌치큘러렌즈시트, 플라이아이렌즈시트, 확산시트 등을 사용하는 경우에는 상기 요철부 형성공정을 생략할 수 있다.
상기 요철부는 지지체의 제 2 표면에도 형성해도 좋다.
상기 요철부의 형성방법으로는 특별히 제한하지 않고, 종래의 공지방법을 사용할 수 있고, 예컨대 지지체 상에 광경화성 수지 등을 함유하는 도포액을 도포하고, 요철이 형성된 금형 등으로 프레스한 상태에서 노광하고, 상기 광경화성 수지를 경화시킨 후, 금형을 떼어냄으로써 형성할 수 있다.
또한, 상기 요철부는 폴리카보네이트 등의 열가소성 시트를 용융상태 중에서 금속제의 톱니형상의 프리즘시트 원반롤로 프레스하는 방법, 마찬가지로 열가소성 수지를 편측에 톱니형상의 형상을 가진 원반 중으로 압출하여 성형하는 방법 등에 의해서 형성할 수 있다.
또한, 요철부가 입자 등에 의해 형성되어 확산성을 갖는 경우에는, 상기 확산시트의 설명에서 상술한 바와 같은 방법으로 요철부를 형성할 수 있다.
또한, 요철부가 형성된 지지체의 제조방법으로는 하기와 같은 프리즘시트의 제조방법을 사용해도 좋다.
상기 지지체 및 요철부의 소재, 그 밖의 상세한 것은 상기 광학시트의 설명중에서 설명한 것과 같다.
- 프리즘시트의 제조방법-
상기 프리즘시트의 제조방법의 일례에 대해서 도면을 참조해서 설명한다. 도 3은 본 발명이 적용되는 프리즘시트의 제조장치(80)의 구성을 나타내는 개념도이다. 이 프리즘시트의 제조장치(80)는 시트형상체 공급수단(81), 도포수단(82), 건조수단(89), 요철롤인 엠보스롤(83), 닙롤(84), 수지 경화수단(85), 박리롤(86), 보호필름 공급수단(87), 및 시트 권취수단(88) 등으로 구성된다.
시트형상체 공급수단인 시트 공급수단(81)은 시트형상체인 시트 W를 송출하는 것으로 시트 W가 권회된 송출롤 등으로 구성된다.
시트 W의 폭으로는 0.1~3m이, 시트 W의 길이로는 1,000~100,000m이, 시트 W의 두께로는 1~300㎛인 것이 각각 일반적으로 채용된다. 단, 그외의 사이즈의 적용도 억제되는 것은 아니다.
이들 시트 W는 미리 코로나방전, 플라스마처리, 역접착처리, 열처리, 제진처리 등을 행하여 있어도 좋다. 시트 W의 표면조도(Ra)는 컷오프치 0.25mm에 있어서 3~10nm이 바람직하다.
또한, 시트 W에는 미리 접착층 등의 하지층을 형성하여 건조 경화시킨 것, 이면에 다른 기능층이 이미 형성된 것 등을 사용해도 좋다. 마찬가지로, 시트 W로서 1층 구성의 것 뿐만 아니라, 2층 이상의 구성의 것도 채용할 수 있다. 또한, 시트 W는 광을 투과할 수 있는 투명체, 반투명체인 것이 바람직하다.
도포수단(82)은 시트 W의 표면에 방사선 경화수지를 도포하는 장치이며, 방사선 경화수지를 공급하는 공급원(82A), 공급장치(펌프)(82B), 도포헤드(82C), 도포시에 시트 W를 권취하여 지지하는 지지롤(82D) 및 방사선 경화수지 공급원(82A)을 도포헤드(82C)에 공급하기 위한 배관으로 구성된다. 또한, 도 3에서는 도포헤드로서 압출형 다이코터의 도포헤드를 사용하고 있다.
건조수단(89)은, 예컨대 도 3에 나타내는 터널형상의 건조장치와 같이, 시트 W에 도포된 도포액을 균일하게 건조시킬 수 있는 것이면, 공지의 각종 방식의 것이 채용될 수 있다. 예컨대, 히터에 의한 복사 가열방식의 것, 열풍 순환방식의 것, 원적외선 방식의 것, 진공방식의 것 등을 채용할 수 있다.
엠보스롤(83)로는 시트 W의 표면에 롤표면의 요철을 전사형성할 수 있고, 요철패턴의 정밀도, 기계적 강도, 진원도 등을 갖는 것이 요구된다. 이러한 엠보스롤(83)로는 금속제 롤이 바람직하다.
엠보스롤(83)의 외주면에는 규칙적인 미세요철 패턴이 형성되어 있다. 이러한 규칙적인 미세요철 패턴은 제품으로서의 프리즘시트 표면의 미세요철 패턴을 반전한 형상인 것이 요구된다.
프리즘시트로는 미세요철 패턴이 이차원 배열된 예컨대 렌치큘러렌즈나 프리즘렌즈, 미세요철 패턴이 삼차원 배열된, 예컨대 플라이아이렌즈, 원뿔, 각뿔 등의 미세한 뿔체를 XY방향으로 깐 평판렌즈 등이 대상이 되고, 엠보스롤(83)의 외주면의 규칙적인 미세요철 패턴은 이것에 대응시킨다.
엠보스롤(83)의 외주면의 규칙적인 미세요철 패턴의 형성방법으로는 엠보스롤(83)의 표면을 다이아몬드 바이트(싱글 포인트)로 절삭가공하는 방법, 엠보스롤(83)의 표면에 포토에칭, 전자선 묘획, 레이저가공 등으로 직접 요철을 형성하는 방법을 채용할 수 있고, 또한 얇은 금속제 판형체의 표면에 포토에칭, 전자선 묘획, 레이저가공, 광조형법 등으로 요철을 형성하고, 이 판형체를 롤의 주위에 둘러 감아 고정하여 엠보스롤(83)로 하는 방법을 채용할 수 있다. 그외, 금속보다 가공하기 쉬운 소재의 표면에 포토에칭, 전자선묘획, 레이저가공, 광조형법 등으로 요철을 형성하고, 이 형상의 반전형상을 전기주조 등에 의해 형성해서 얇은 금속제의 판상체를 형성하고, 이 판상체를 롤의 주위에 둘러 감아 고정하여 엠보스롤(83)로 하는 방법도 채용할 수 있다. 특히, 반전형을 전기주조 등에 의해 형성할 경우에는 1개의 원판(머더)으로부터 복수의 동일 형상의 판상체가 얻어진다는 특징이 있다.
엠보스롤(83)의 표면에는 이형처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이렇게, 엠보스롤(83)의 표면에 이형처리를 행함으로써, 미세요철 패턴의 형상이 양호하게 유지될 수 있다. 이형처리로는 공지의 각종방법, 예컨대 불소수지에 의한 코팅처리가 채용될 수 있다. 또, 엠보스롤(83)에는 구동수단이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 엠보스롤(83)은 표시하는 화살표와 같이 반시계 방향(CCW)으로 회전한다.
닙롤(84)은 엠보스롤(83)과 쌍을 이루어 시트 W를 압압하면서 롤성형 가공하므로, 소정의 기계적 강도, 진원도 등을 가질 것이 요구된다. 닙롤(84) 표면의 종탄성 계수(영률)은 지나치게 작으면 롤성형가공이 불충분하게 되고, 지나치게 크면 먼지 등의 이물이 휩쓸려 들어가는 것에 민감하게 반응하여 결점이 생기기 쉽기 때문에, 적당한 값으로 하는 것이 바람직하다. 또, 닙롤(84)에는 구동수단이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 닙롤(84)은 표시하는 화살표와 같이 시계방향(CW)으로 회전한다.
엠보스롤(83)과 닙롤(84) 사이에 소정의 압력을 부여하기 위해서, 엠보스롤(83)과 닙롤(84) 중 어느 하나에 가압수단을 설치하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 엠보스롤(83)과 닙롤(84)의 간극(클리어런스)이나 압력을 정확하게 제어할 수 있도록 미세 조정수단을 엠보스롤(83)과 닙롤(84) 중 어느 하나에 설치하는 것이 바람직하다.
수지 경화수단(85)은 닙롤(84)의 하류측에 있어서 엠보스롤(83)에 대향해서 형성되는 방사선 조사수단이다. 이 수지 경화수단(85)은 방사선 조사에 의해 시트 W를 투과하여 수지층을 경화시키는 것으로, 수지의 경화특성에 따른 방사선을 조사할 수 있고, 시트 W의 반송속도에 따른 양의 방사선을 조사할 수 있는 것이 바람직하다. 수지 경화수단(85)로서, 예컨대 시트 W의 폭과 대략 동일 길이의 원주형상 조사 램프를 채용할 수 있다. 또한, 이 원주형상 조사 램프를 복수개 평행하게 설치할 수도 있고, 이 원주형상 램프의 배면에 반사판을 설치할 수도 있다.
박리롤(86)은 엠보스롤(83)과 쌍을 이루어 엠보스롤(83)로부터 시트 W를 박리시키므로, 소정의 기계적 강도, 진원도 등을 가질 것이 요구된다. 박리장소에 있어서, 엠보스롤(83)의 원주면 상에 감아 걸린 시트 W를 회전하는 엠보스롤(83)과 박리롤(86)에 끼우면서, 시트 W를 엠보스롤(83)로부터 박리시켜서 박리롤(86)에 감아 건다. 이 동작을 확실하게 하기 위해서, 박리롤(86)에는 구동수단이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 박리롤(86)은 도시한 화살표와 같이, 시계방향(CW)으로 회전한다.
또, 경화에 의해 수지 등의 온도가 상승하는 경우에는, 박리시에 시트 W를 냉각시켜서 박리를 확실하게 하기 위해서 박리롤(86)에 냉각수단을 설치하는 구성도 채용할 수 있다.
또, 도시는 생략하였지만, 엠보스롤(83)의 압압장소(9시의 위치)로부터 박리장소(3시의 위치)까지의 사이에 복수의 백업롤을 대향해서 설치하고, 이 복수의 백업롤과 엠보스롤(83)에서 시트 W를 압압하면서 경화처리를 행하는 구성도 채용할 수 있다.
시트 권취수단(88)은 박리후의 시트 W를 수납하는 것으로, 시트 W를 권취하는 권취롤 등으로 구성된다. 이 시트 권취수단(88)에 있어서, 인접하여 설치되는 보호필름 공급수단(87)으로부터 공급되는 보호필름 H가 시트 W의 표면에 공급되어, 양 필름이 겹친 상태에서 시트 권취수단(88)에 수납된다.
프리즘시트의 제조장치(80)에 있어서, 도포수단(82)과 엠보스롤(83) 사이, 박리롤(86)과 시트 권취수단(88)의 사이 등에 시트 W의 반송로를 형성하는 가이드 롤 등을 형성해도 좋고, 그 외 필요에 따라서 시트 W의 반송 중의 느슨함을 흡수하기 위해 텐션롤 등을 설치할 수도 있다.
이상으로부터, 프리즘 형상의 단위 렌즈가 1축 방향으로 형성된 렌즈열이 인접하여 대략 전면에 배열된 프리즘시트를 제작할 수 있다.
<감광층 형성공정>
상기 감광층 형성공정은 상기 지지체의 제 1 표면과는 반대측에 위치하는 제 2 표면에 감광층을 형성하는 공정이다.
상기 감광층의 형성방법으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 감광층용 도포액을 지지체의 제 2 표면에 도포하고, 건조함으로써 형성할 수 있다.
상기 도포는 스핀코터, 롤코터, 바코터, 커튼코터 등의 공지의 도포수단을 이용하여 행할 수 있다.
건조공정에서의 온도로는 60~140℃가 바람직하고, 80~120℃가 보다 바람직하다. 건조시간은 10초~2분간이 바람직하고, 10초~1분간이 보다 바람직하다.
상기 감광층으로는 포지티브 감광층이어도 좋고, 네가티브 감광층이어도 좋다.
상기 포지티브 감광층이 알칼리 현상형인 경우, 조성물로는 산가를 갖는 바인더, 퀴논디아지드를 적어도 포함한다. 상기 바인더로는 페놀노볼락 수지, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산 등의 카르복실산 함유 폴리머, 및 이들과 공중합 가능한 불포화 이중결합을 갖는 모노머의 공중합체 등이 열거된다. 이들 중에서도, 페놀노볼락 수지가 보다 바람직하게 열거된다.
상기 조성물을 용해하는 용매로는 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계 용제, 초산 에틸, 초산 프로필, 초산 부틸 등의 에스테르계 용제, 노르말 프로판올, 에탄올, 메탄올 등의 알콜계 용제 등이 열거된다. 이들 중에서도, 메틸에틸케톤 등의 케톤계 용제가 보다 바람직하게 열거된다.
상기 감광층으로는, 그 외에도 계면활성제, 매트제, 미끄럼성을 부여하기 위한 왁스 등을 적당하게 사용할 수 있다.
또한, 확산 반사능을 갖게 할 목적에서 백색의 미립자를 함유시키는 것은 공정수를 삭감할 수 있기 때문에 바람직하다, 백색의 미립자로는 Si(굴절율 3.5), TiO2(굴절율 2.2~2.7), CeO2(굴절율 2.2), ZrO2(굴절율 2.1), In2O3(굴절율 2.0), La2O3(굴절율 1.95), SnO2(굴절율 1.9), Y2O3(굴절율 1.82), Sb2O5(굴절율 2.09~2.29), 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 실리카 등의 무기입자를 함유하는 층, 중공입자 등의 내부에 공기를 갖는 입자를 함유하는 층, 다공질층 등이 열거된다. 이들 중에서도, 굴절율이 높고 반사성이 우수한 관점에서, 산화티탄이 보다 바람직하게 열거된다. 또한, 중공입자 등의 공기 함유층도 결착제와의 굴절율차가 크고, 반사성이 우수하기 때문에 보다 바람직하다.
또한, 포지티브 감광층으로는 광중합에 의한 접착성의 소실을 이용한 광경화형의 감광층을 사용할 수도 있다. 이 경우에는, 액체에 의한 현상을 불필요로 하기 때문에 공정이 간략화될 수 있어 보다 바람직하다.
상기 포지티브 감광층이 광경화형의 감광층일 경우, 조성물로는 바인더와 중합가능한 모노머, 광중합 개시제를 함유한다. 바인더는 미경화막의 점착성을 컨트롤하는 목적에서 첨가되고, 공지의 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 아크릴계의 수지가 모노머와의 상용성이 양호해서 바람직하다. 상기 중합가능한 모노머로는 아크릴 모노머로 대표되는 분자 중에 불포화 이중결합을 갖는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 상기 프리즘시트의 설명에서 열거한 것과 같은 (메타)아크릴로일기 함유 화합물, 방향환을 갖는 단관능 모노머, (메타)아크릴로일기를 분자 중에 2개 갖는 불포화 모노머, 비스페놀 골격을 가지는 불포화 모노머, 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 불포화 모노머, 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 등의 모노머를 적당하게 사용할 수 있다. 분자중에 불포화 이중결합을 갖는 모노머를 사용하는 경우에는, 산소에 의한 중합저해를 방지할 목적에서, 노광시에 질소 등의 불활성 가스로 분위기를 치환하거나 또는 산소 차단성의 커버필름을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 산소 차단성의 커버필름은 종래 공지의 소재를 사용하면 좋지만, 바람직하게는 산소 투과성이 낮은 것이 보다 바람직하다. 산소 차단성이 높은 소재로는 폴리비닐알콜 코팅을 실시한 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌 등을 열거할 수 있다. 또한, 중합가능한 모노머로서 옥세탄 등으로 대표되는 양이온 중합성의 모노머를 사용할 수도 있다. 구체적으로는, 에폭시기, 옥세탄기, 옥솔란기 등과 같은 환상 에테르기를 갖는 분자량 1,O00 이하의 화합물, 상술한 치환기를 측쇄에 갖는 아크릴 또는 비닐 화합물, 카보네이트계 화합물, 저분자량의 멜라민 화합물, 비닐에테르류나 비닐카르바졸류, 스티렌 유도체, α-메틸스티렌 유도체, 비닐알콜과 아크릴, 메타크릴 등의 에스테르 화합물을 비롯한 비닐알콜 에스테르류 등, 양이온 중합가능한 비닐결합을 갖는 모노머류를 병용하여 사용할 수 있다. 양이온 중합성의 모노머는 중합에 산소의 영향을 받지 않기 때문에 바람직하다.
상기 광중합 개시제로는 라디칼 중합성인 것이면 광라디칼 발생제(광라디칼 중합개시제)를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 프리즘시트의 설명에서 열거한 바와 같이 아세토페논 등의 광라디칼 중합개시제를 사용할 수 있다.
또한, 양이온 중합성의 모노머를 사용하는 경우에는 상기 광중합 개시제로는 오늄염으로 대표되는 광산발생제를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예컨대 오늄염, 디아조늄염, 퀴논디아지드 화합물, 유기 할로겐화물, 방향족 술포네이트 화합물, 바이술폰 화합물, 술포닐 화합물, 술포네이트 화합물, 술포늄 화합물, 술파미드 화합물, 요오드늄 화합물, 술포닐디아조메탄 화합물 및 그들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
<노광공정>
상기 노광공정은 상기 지지체의 제 1 표면측으로부터 상기 제 2 표면의 법선 방향으로 평행한 광을 입사시켜 상기 감광층을 노광하는 공정이다.
상기 포지티브 감광층이 알칼리 현상형인 경우에는, 노광부분, 즉 광의 통과부가 현상액 등에 가용성으로 되어, 현상에 의해 비노광부, 즉 광의 불통과부의 감광층만이 지지체 상에 잔류한다.
상기 포지티브 감광층이 광경화형인 경우에는, 노광부분, 즉 광의 통과부가 중합반응에 의해 점착성을 소실하여 현상제의 부착성 제어가 가능해져서 상을 형성할 수 있다.
네가티브 감광층의 경우에는, 노광부분, 즉 광의 통과부만이 경화되어, 현상에 의해 비노광부, 즉 광의 불통과부의 감광층이 제거되어 노광부분만의 감광층이 지지체 상에 잔류한다.
상기 노광방법으로는 특별히 제한하지 않지만, 시트 법선방향으로 평행한 광선을 입사시킬 수 있는 것이 필요하다. 구체적으로는, 레이저광 등의 디지털 노광기, 광원으로부터의 광을 렌즈계를 이용하여 평행광을 발생시키는 아날로그 노광기 등이 열거된다.
상기 아날로그 노광으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 고압수은등, 초고압수은등, 제논램프 등으로 노광을 행하는 방법이 열거된다.
상기 디지털 노광으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 2차원형상으로 늘어선 공간광변조 디바이스를 사용하고, 화상 데이터에 의거하여 광을 변조하면서 상대 주사함으로써 2차원 화상의 형성을 행 하는 방법 등이 열거된다.
이들 중에서도, 레이저광을 사용했을 경우에는 평행광을 조사하는 것이 용이해서 바람직하다.
<광학조정부 형성공정>
상기 광학조정부 형성공정은 상기 감광층의 비노광부이고, 상기 지지체에 상기 지지체와는 광학적 성질이 다른 광학조정부를 형성하는 공정이다.
상기 포지티브 감광층이 알칼리 현상형인 경우에는, 비노광부만의 감광층이 지지체 상에 잔류하여, 상기 비노광부의 감광층 부분에 광학조정부가 형성된다. 상기 광조정부의 형성에는 각종의 방법을 사용할 수 있지만, 구체적으로는 (1)상기 포지티브 감광층의 점착성을 이용하여, 분체의 토너를 부착시키는 방법, (2)시트 형상의 토너층을 포지티브 감광층의 면에 포개고, 적당한 온도에서 열 라미네이트하고, 토너시트를 박리하고, 포지티브 감광층의 부분에 토너층을 전사시켜 광학조정부를 부여하는 방법, (3)미리 포지티브 감광층에 광학조정 부재를 함유시켜, 알칼리 현상과 동시에 광학조정부를 형성하는 방법, (4)포지티브 감광층의 상층(지지체의 반대면측)에 광학조정 부재를 함유한 토너층을 도포하고, 감광층, 색재층의 2층 구성으로 하여 현상과 동시에 광학조정부를 형성하는 방법이 열거된다. 이 경우, 노광공정의 광이 유효하게 사용되어, 감도가 향상되기 때문에 보다 바람직하다. 상기 분체 토너, 토너시트의 토너층, 포지티브 감광층에 함유시키는 광학조정 부재로는 백색의 확산 반사성을 갖는 부재가 바람직하다.
상기 포지티브 감광층이 광경화형인 경우에는, 노광부분, 즉 광의 통과부가 중합반응에 의해 점착성을 소실하여 현상제의 부착성 제어가 가능해져서, 미노광으로 점착성이 잔존하는 부분에 광학조정부를 형성한다. 광학조정부의 형성방법으로는 (1)분체의 토너를 부착시키는 방법, (2)시트 상의 토너층을 포지티브 감광층의 면에 포개고, 적당한 온도에서 열 라미네이트하고, 토너시트를 박리하고, 광학조정부를 부여하는 방법을 열거할 수 있다. 상기 분체 토너, 토너시트의 토너층으로는 백색의 확산 반사성을 갖는 부재가 바람직하다.
상기 네가티브 감광층의 경우에는, 비노광부의 감광층이 지지체 상으로부터 제거되어 있다. 이 감광층의 존재하지 않는 비노광부에 광학조정부를 형성한다. 광학조정부를 형성하는 방법으로는 (1)금속반사층을 증착시키고, 그 후에 네가티브 감광층이 잔존하고 있는 부분을 강산, 강알칼리의 박리액을 사용하여 금속 반사층마다 박리하는 방법, (2)비노광부의 감광층이 지지체상으로부터 제거되어 있는 부분에 굴절율이 다른 수지를 또는 수지 모노머를 충전시키는 방법 등이 열거된다.
<액체 현상공정>
상기 액체 현상공정은 상기 감광층의 노광영역 또는 미노광 영역의 감광층을 액체를 이용하여 제거하는 공정이다. 상기 액체 현상공정은 상기 노광공정 후 광학조정부 형성공정의 일환으로서, 또는 광학조정부 형성공정 사이에 행할 수 있다.
상기 미경화 영역의 제거방법으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대, 현상액을 이용하여 제거하는 방법 등이 열거된다.
상기 현상액으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있지만, 예컨대 알칼리성 수용액, 수계 현상액, 유기용제 등이 열거되고, 이들 중에서도 약알칼리성 수용액이 바람직하다. 상기 약알칼리 수용액의 염기성분으로는, 예컨대 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소리튬, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 인산나트륨, 인산칼륨, 피로인산나트륨, 피로인산칼륨, 붕사 등이 열거된다.
<제 2 지지체 형성공정>
상기 제 2 지지체 형성공정은 상기 지지체(제 1 지지체)의 제 2 표면측에 적어도 1층의 제 2 지지체를 형성하는 공정이다. 상기 제 2 지지체는 단층이어도 좋고, 2층 이상의 다층구조로 해도 좋다.
상기 제 2 지지체의 형성방법으로는 특별히 제한하지 않고, 목적에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예컨대 시트형상의 제 2 지지체를 접착제 등에 의해 제 1 지지체에 부착하여도 좋다. 또한, 제 2 지지체는 제 1 지지체 상에 수지를 함유하는 도포액을 도포하고, 건조시킴으로써 형성해도 좋고, 제 1 지지체 상에 광경화성 수지등을 함유하는 도포액을 도포하고 노광하는 것으로 상기 광경화성 수지를 경화시킴으로써 형성해도 좋다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다.
<요철부가 형성된 지지체의 제작>
상기 요철부가 형성된 지지체로서, 아래와 같이 하여 프리즘시트를 제작하였다.
[프리즘층 도포액의 조정]
하기 처방의 프리즘층 도포액을 조정하였다.
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 50℃에 가열하면서 교반하고, 각 성분을 용해하여 도포액을 조제하였다. 또한, 경화후의 프리즘층의 굴절율은 1.59이었다. 상기 프리즘층의 굴절율은 동일한 액을 평탄한 도포막으로서 형성하고, 프리즘 커플러 굴절율 측정기(SPA4000 Sairon Technology Inc.)에 의하여 측정하였다.
ㆍEbecryl 3700 (DAICEL-UCB Co., Ltd. 제품)… 2.55질량부
ㆍNK ESTER BPE-200(Shin Nakamura Kagaku K. K. 제품)…0.85질량부
ㆍAronix M-110(Toa Gosei K. K. 제품)…0.85질량부
ㆍ뉴프론티어 BR-31(Daiichi Kogyo Seiyaku K.K. 제품)…4.25질량부
ㆍ메틸에틸케톤…2.89질량부
ㆍLucirin TPO-L(BASF Co. 제품)…0.17질량부
[프리즘시트 A의 제작]
양면에 역접착 처리를 실시한 두께 25㎛의 투명 PET제 지지체의 제 1 표면에 상기에서 조제한 프리즘층 도포액을 건조질량으로 14g/㎡이 되도록 도포하고, 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 상기 프리즘층을 꼭지각 90°, 피치(저변의 길이) 50㎛의 줄무늬 형상으로 프리즘 형상이 조각된 금속의 형(금형)으로 프레스하였다. 이 프레스한 상태에서, 상기 PET제 지지체의 제 2 표면측으로부터 고압수은등을 이용하여 1,500mJ/c㎡의 노광량으로 노광하고, 금형을 박리하여, 프리즘시트 A(요철부가 형성된 지지체)를 얻었다.
[프리즘시트 B의 제작]
양면에 역접착 처리를 실시한 두께 5㎛의 투명 PET제 지지체의 제 1 표면에 상기에서 조제한 프리즘층 도포액을 건조질량으로 14g/㎡이 되도록 도포하고, 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 상기 프리즘층을 꼭지각 90°, 피치(저변의 길이) 50㎛의 줄무늬 형상으로 프리즘 형상이 조각된 금속의 형(금형)으로 프레스하였다. 이 프레스한 상태에서, 상기 PET제 지지체의 제 2 표면측으로부터 고압수은등을 이용하여 1,50OmJ/c㎡의 노광량으로 노광하고, 금형을 박리하여, 프리즘시트 B(요철부가 형성된 지지체)를 얻었다.
<포지티브 감광층용 도포액의 조제>
하기 처방의 포지티브 감광층용 도포액을 조제하였다.
ㆍ페놀노볼락 수지(Sumitomo Durez Co., Ltd. 제품, PR-50716, 융점: 76℃)…2.5질량부
ㆍ페놀노볼락 수지(Sumitomo Durez Co., Ltd. 제품, PR-51600B, 융점: 55℃)…3.5질량부
ㆍ1,2-나프토퀴논(2)디아지드-4-술폰산 쿠밀페놀에스테르…2.0질량부
ㆍ메틸에틸케톤…40질량부
ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트…20질량부
ㆍ계면활성제(DAINIPPON INK AND CHEMICALS, INCORPORATED 제품, Megafac F-176PF)…0.1질량부
<네가티브 감광층용 도포액(광경화성 수지액 1)의 조제>
하기 처방의 네가티브 감광층용 도포액을 조제하였다.
ㆍ벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체(몰비 73/27)…100질량부
ㆍ펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트…80질량부
ㆍLucirin TPO-L(BASF Co. 제품)…1.6질량부
ㆍ메틸에틸케톤…1,134질량부
ㆍ프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트…486질량부
ㆍ계면활성제(DAINIPPON INK AND CHEMICALS, INCORPORATED 제품, Megafac F-176PF)…0.2질량부
<광경화성 수지액 2의 조제>
하기 처방으로 광학조정부 형성용의 광경화성 수지액 2를 조제하였다.
ㆍNK ESTER BPE-200(Shin Nakamura Kagaku K. K. 제품)…35.0질량부
ㆍAronix M-5700(Toa Gosei K. K. 제품)…15.0질량부
ㆍ뉴프론티어 BR-31(Daiichi Kogyo Seiyaku K.K. 제품)…50.0질량부
ㆍQUEEN TITANIC(Shokubai Kasei Kogyo K.K. 제품 20%MIBK)…485.3질량부
ㆍLucirin TPO-L(BASF Co. 제품)…2.0질량부
<광경화성 수지액 3의 조제>
하기 처방으로 광학조정부 형성용의 광경화성 수지액 3을 조제하였다.
ㆍNK ESTER A-400(Shin Nakamura Kagaku K. K. 제품)…100.0질량부
ㆍLucirin TPO-L(BASF Co. 제품)…2.0질량부
<백색 반사층용 도포액의 조제>
하기 처방으로 광학조정부 형성용의 백색 반사층용 도포액을 조제하였다.
[화이트 안료 분산모액의 조성]
ㆍ폴리비닐부티랄(Ethleck B BL-SH, Sekisui Chemical Co., Ltd. 제품)…2.7질량부
ㆍ루틸형 산화티탄(JR805, Tayca Corporation 제품, 질량평균 입경 0.29㎛)…35.0 질량부
ㆍ분산 조제(Solusperse 20000, ICI Japan 제품)…0.35질량부
ㆍn-프로필알콜…62.0질량부
상기 조성물을 Eiger Co., Ltd. 제품의 모터밀 M50에 의해 지르코니아 비드 를 이용하여 분산시켜서, 화이트 안료 분산모액을 조제하였다.
[백색 반사층 도포액의 조성]
ㆍ상기에서 조제된 화이트 안료 분산모액…1,200질량부
ㆍ왁스계 화합물
스테아르산 아미드(Neutron 2, Nippon Seika Co., Ltd. 제품)…5.7질량부
베헨산 아미드(Dyamid BM, Nippon Kasei Chemicals Co., Ltd. 제품)…5.7질량부
라우르산 아미드(Dyamid Y, Nippon Kasei Chemicals Co., Ltd. 제품)…5.7질량부
팔미트산 아미드(Dyamid KP, Nippon Kasei Chemicals Co., Ltd. 제품)…5.7질량부
에루크산 아미드(Dyamid L-200, Nippon Kasei Chemicals Co., Ltd. 제품)…5.7질량부
올레산 아미드(Dyamid O-200, Nippon Kasei Chemicals Co., Ltd. 제품)…5.7질량 부
ㆍ로진(KE-311, Arakawa Chemical Co., Ltd. 제품, 성분: 수지산 80~97%; 수지산 성분: 아비에트산 30~40%, 네오아비에트산 10~20%, 디히드로아비에트산 14%, 테트라히드로아비에트산 14%)…80.0질량부
ㆍ계면활성제(Megafac F-780F, 고형분30%, DAINIPPON INK AND CHEMICALS, INCORPORATED 제품)…16.0질량부
ㆍn-프로필알콜…1,600질량부
ㆍ메틸에틸케톤…580질량부
<알칼리 현상액의 조제>
하기 조성의 알칼리 현상액을 조제하였다.
ㆍ탄산나트륨 …59질량부
ㆍ중탄산나트륨 …32질량부
ㆍ물 …720질량부
ㆍ부틸셀로솔브…1질량부
<알칼리 박리액>
하기 조성의 알칼리 박리액을 조제하였다.
ㆍ1N 수산화나트륨 수용액…1,000질량부
ㆍ부틸셀로솔브…1질량부
(실시예 1)
<백색 반사시트의 제작>
두께 25㎛의 PET제 지지체 상에, 상기에서 조제한 백색 반사층 도포액을 건조 막두께가 2㎛이 되도록 도포하고, 100℃에서 2분간 건조시켜, 백색 반사시트를 제작하였다.
<광학시트의 제작>
도 6a에 나타나 있는 바와 같이, 상기에서 제작한 프리즘시트 A(요철부(5)가 형성된 지지체(2))의 평탄한 제 2 표면(4)측에, 상기에서 조제한 포지티브 감광층용 도포액을 건조 막두께가 0.5㎛이 되도록 도포하고, 100℃에서 2분간 건조시켜, 상기 지지체(2)의 제 2 표면(4) 상에 포지티브 감광층(8)을 형성하였다.
다음에, 도 6b에 나타나 있는 바와 같이 상기 지지체(2)의 요철부(5)가 형성된 제 1 표면(3)측으로부터 평행광선 조사기(마스크 얼라인먼트 장치 M-2L, Mikasa Ltd. 제품)를 이용하여, 평탄한 상기 제 2 표면(4)의 법선방향에 평행하게 자외선 조사하여 상기 포지티브 감광층을 노광하였다. 도 6b에 부호 6으로 나타내는 부분이 광의 불통과부(광속밀도의 낮은 부분)이다.
이어서, 상기에서 조제한 알칼리 현상액을 이용하여, 포지티브 감광층의 노광부를 세정하고, 도 6c에 나타나 있는 바와 같이 지지체(2)의 제 2 표면(4)에 있어서 광의 불통과부(6)에 부분적으로 포지티브 감광층(8)을 갖는 지지체(2)를 얻었다.
상기 부분적으로 포지티브 감광층(8)을 갖는 지지체(2)의 상기 포지티브 감광층(8)이 형성된 제 2 표면(4)에, 상기에서 제작한 백색 반사층(9)이 형성된 백색 반사시트(10)를 점착성을 갖는 상기 포지티브 감광층(8)에 제 2 표면(4)에 백색 반 사층(9)이 접촉하도록 배치하고, 라미네이트 장치로 열 라미네이트(속도:0.5m/min, 가열온도: 80℃)하였다. 그 후, 백색 반사시트(10)를 지지체(2)로부터 박리함으로써, 상기 포지티브 감광층(8)의 형성부에 줄무늬 형상으로 백색 반사층(9)이 전사된 지지체(2)를 얻어, 실시예 1의 광학시트(1)를 형성하였다. 상기 백색 반사층(9)이 광학조정부(7)이고, 그 광반사율은 75%이었다.
<광학시트가 형성된 표시장치의 제작>
상기 부분적으로 광반사성을 갖는 광학조정부(7)가 형성된 실시예 1의 광학시트(프리즘시트)를 액정표시장치의 액정표시 패널에 설치하였다. 또한, 그 설치 방향은 제 1의 방향과, 세워서 설치된 액정표시 패널의 대략 연직방향이 일치하도록 설정하였다.
이 액정표시장치를 이용하여, 하기와 같이 하여 실시예 1의 광학시트를 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<정면휘도의 평가>
평면광원(FLR3: FUNATECH CO., LTD.) 상에 광학시트를 깔고, 색채휘도계(BM-7: TOPCON CORPORATION)로 휘도의 측정을 행한다. 광학시트가 없는 광원만의 정면휘도를 1이라고 했을 때의, 광학시트를 깔았을 경우의 정면휘도의 배율을 사용하여 휘도평가를 행하였다.
[평가기준]
◎: 1.9 이상
○: 1.8 이상, 1.9 미만
△: 1.7 이상, 1.8 미만
×: 1.7 미만
<사이드로브의 영향 평가>
실시예 1의 광학시트에 있어서의 정면휘도(수광기가 수광하는 광도)가 10,00Ocd/㎡이 되도록 냉음극관에 흐르는 전류치를 조정하였다. 그리고, 정면을 O°로 하고, 수광기를 ±90°조작하고, 광학시트(1)로부터 출사되는 출사광 각도 분포를 측정하여 ±45°부근에서 일단 광도가 떨어지는 현상이 발생하는지의 여부로 사이드로브의 영향을 평가하였다.
[평가기준]
◎: ±45°부근에서 일단 광도가 떨어지는 현상이 발생하지 않음
○: ±45°부근에서 일단 광도가 떨어지는 현상이 조금 발생함
×: ±45°부근에서 일단 광도가 떨어지는 현상이 발생함
실시예 1의 광학시트에서는 정면의 휘도가 높고, 도 7에 나타낸 바와 같이 사이드로브광의 출사가 적어, 따라서 사이드로브의 영향이 없어 디스플레이 재료로서 바람직한 특성을 갖고 있었다.
(실시예 2)
<광학시트의 제작>
도 8a에 나타나 있는 바와 같이 상기에서 제작한 프리즘시트 A(요철부(5)가 형성된 지지체(2))의 평탄한 제 2 표면(4)측에, 상기에서 조제한 네가티브 감광층용 도포액(광경화성 수지액(1))을 건조 막두께 0.5㎛이 되도록 도포하고, 100℃에 서 2분간 건조시켜, 상기 지지체(2)의 제 2 표면(4) 상에 네가티브 감광층(11)을 형성하였다.
다음에, 도 8b에 나타나 있는 바와 같이 상기 지지체(2)의 요철부(5)가 형성된 제 1 표면(3)측으로부터, 평행광선 조사기(마스크 얼라인먼트 장치 M-2L, Mikasa Ltd. 제품)를 이용하여, 평탄한 상기 제 2 표면(4)의 법선방향에 평행하게 자외선 조사하여, 상기 네가티브 감광층을 노광하였다. 도 8b에 부호 6으로 나타내는 부분이 광의 불통과부(광속밀도의 낮은 부분)이며, 그 이외의 광의 통과부의 네가티브 감광층 부분이 경화된다.
이어서, 상기에서 조제한 알칼리 현상액을 이용하여, 네가티브 감광층의 비노광부를 세정하여, 도 6c에 나타나 있는 바와 같이 광의 통과부에 부분적으로 네가티브 감광층(11)을 갖는 지지체(2)를 얻었다.
이어서, 상기 부분적으로 네가티브 감광층(11)이 형성된 제 2 표면(4)에 도 8d에 나타나 있는 바와 같이 금속 알루미늄(알루미늄 증착층(12))을 100nm 증착하고, 이어서 상기에서 조제한 알칼리 박리액을 사용하여 상기 네가티브 감광층(11)을 박리하고, 도 8e에 나타나 있는 바와 같이 광의 불통과부(6)에 줄무늬 형상으로 알루미늄 증착층(12)이 형성된 지지체(2)를 얻어서, 실시예 2의 광학시트(1)을 형성하였다. 상기 알루미늄 증착층(12)이 광학조정부(7)이며, 그 광반사율은 90%이었다.
<광학시트가 설치된 표시장치의 제작 및 평가>
이와 같이 부분적으로 광반사성을 갖는 광학조정부(7)가 형성된 실시예 2의 광학시트(프리즘시트)을 액정표시장치의 액정표시 패널에 설치하고, 실시예 1과 같은 방법으로 광학시트의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
<광학시트의 제작>
실시예 2에 있어서, 알루미늄 대신에 은을 사용한 것 이외는, 실시예 2와 같은 방법으로 지지체(2)의 제 2 표면(4)의 광의 불통과부에 광학조정부로서 줄무늬 형상으로 은증착층이 형성된 실시예 3의 광학시트(프리즘시트)을 얻었다. 상기 광학조정부의 광반사율은 92%이었다.
<광학시트가 설치된 표시장치의 제작 및 평가>
이와 같이 부분적으로 광반사성을 갖는 광학조정부(7)가 형성된 실시예 3의 광학시트(프리즘시트)를 액정표시장치의 액정표시 패널에 설치하고, 실시예 1과 같은 방법으로 광학시트의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
<광학시트의 제작>
실시예 4에서는, 후술하는 바와 같이, 지지체를 다층구조로 하고, 이들의 지지체의 광의 불통과부의 일부에 광학조정부를 형성한다.
우선, 도 9a에서 나타나 있는 바와 같이 상기에서 얻어진 프리즘시트 B(요철부(5)가 형성된 지지체(2))의 평탄한 제 2 표면(4) 면측에 상기에서 조제한 프리즘층 도포액(경화후의 굴절율은 1.59)을 건조 막두께 20㎛의 두께가 되도록 도포하고, 100℃에서 2분간 건조시켜 감광층(13)을 갖는 지지체(2)를 얻었다.
이 감광층(13)을 갖는 지지체(2)의 감광층(13)측의 표면에 두께 25㎛의 역접착 처리가 되어 있지 않은 PET 지지체(14)를 접합하였다.
상기 지지체(2)의 요철부(5)가 형성된 제 1 표면(3)측으로부터 평행광선 조사기(마스크 얼라인먼트 장치 M-2L, Mikasa Ltd. 제품)를 이용하여, 평탄한 상기 제 2 표면(4)의 법선방향에 평행하게 자외선 조사하고, 상기 감광층(13)을 노광한 후, 두께 25㎛의 상기 PET 지지체(14)를 박리하고, 이어서 노르말 프로판올을 이용하여 감광층(13)의 노광하지 않은 부분(즉, 광의 불통과부(6))을 세정하고, 도 9b에 나타나 있는 바와 같이 부분적으로 감광층(13)(즉, 제 2 지지체)을 갖는 지지체(2)를 형성하였다.
상기한 바와 같이 부분적으로 감광층(13)을 갖는 지지체(2)의 제 2 표면(4)에 상기에서 조제한 광경화성 수지액 2(경화후의 굴절율은 1.71)을 건조막 질량이 15g/㎡이 되도록 도포하고, 이어서 100℃에서 1분간 건조한 후, 역접착 처리를 실시한 두께 188㎛의 PET 지지체(15)(즉, 제 3 지지체)를 상기 광경화성 수지액 2를 도포한 면에 접착시켜 감광층(13)을 평탄화하였다(도 9c). 그 후, 1,50OmJ/c㎡의 노광량으로 노광하고, 부분적으로 고굴절율 부분(도 9c의 부호 7)을 갖는 실시예 4의 광학시트(1)(프리즘시트)를 얻었다. 이러한 광학시트(1)에서는, 도 9c에 점선 B로 나타내는 바와 같은 사이드로브광의 출사가 적어서, 실선 B'으로 나타내는 바와 같은 광로로 보정되어, 정면휘도가 높은 광학시트가 얻어졌다.
<광학시트가 설치된 표시장치의 제작 및 평가>
이와 같이 부분적으로 고굴절율을 갖는 광학조정부(7)가 형성된 실시예 4의 광학시트(프리즘시트)를 액정표시장치의 액정표시 패널에 설치하고, 실시예 1과 같은 방법으로 광학시트의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 5)
<광학시트의 제작>
실시예 5에 있어서도, 지지체를 다층구조로 하여, 이들 지지체의 광의 불통과부의 일부에 광학조정부를 형성하고 있다.
도 10a에 나타나 있는 바와 같이, 상기에서 제작한 프리즘시트 A(요철부(5)가 형성된 지지체(2))의 평탄한 제 2 표면(4)측에 상기에서 조제한 프리즘층 도포액(경화후의 굴절율 1.59)을 건조 막두께 20㎛의 두께가 되도록 도포하고, 100℃에서 2분간 건조시켜 감광층(13)을 갖는 지지체(2)를 얻었다.
이 감광층(13)을 갖는 지지체(2)의 감광층(13)측의 표면에 두께 25㎛의 역접착 처리가 되어 있지 않은 PET 지지체(14)를 접합시켰다.
상기 지지체(2)의 요철부(5)가 형성된 제 1 표면(3)측으로부터, 평행광선 조사기(마스크 얼라인먼트 장치 M-2L, Mikasa Ltd. 제품)를 이용하여, 평탄한 상기 제 2 표면(4)의 법선방향에 평행하게 자외선 조사하고, 상기 감광층(13)을 노광한 후 두께 25㎛의 상기 PET 지지체(14)를 박리하고, 이어서 노르말 프로판올을 이용하여 감광층(13)의 노광하지 않은 부분(즉, 광의 불통과부(6))을 세정하고, 도 10b에 나타나 있는 바와 같이 부분적으로 감광층(13)(즉, 제 2 지지체)을 갖는 지지체(2)를 형성하였다.
상기한 바와 같이 부분적으로 감광층(13)을 갖는 지지체(2)의 제 2 표면(4) 에, 상기에서 조정한 광경화성 수지액 3(경화후의 굴절율은 1.48)을 건조막 질량이 15g/㎡이 되도록 도포하고, 이어서 100℃에서 1분간 건조한 후, 역접착 처리를 실시한 두께 188㎛의 PET 지지체(15)(즉 제 3 지지체)를 상기 광경화성 수지액 3을 도포한 면에 접합하여 감광층(13)을 평탄화하였다(도 10c). 그 후, 1,50OmJ/c㎡의 노광량으로 노광하고, 부분적으로 저굴절율 부분(도 10c의 부호 7)를 갖는 실시예 5의 광학시트(1)(프리즘시트)을 얻었다.
<광학시트가 설치된 표시장치의 제작 및 평가>
이와 같이 부분적으로 저굴절율을 갖는 광학조정부(7)가 형성된 실시예 5의 광학시트(프리즘시트)를 액정표시장치의 액정표시 패널에 설치하고, 실시예 1과 같은 방법으로 광학시트의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 6~8)
<광학시트의 제작>
실시예 1~3과 동일한 광학시트(1)에 있어서, 요철부(5)가 형성된 제 1 표면(3)과는 반대측의 평탄면측에 상기에서 조제한 프리즘층 도포액(경화후의 굴절율은 1.59)을 건조 막두께가 2㎛이 되도록 도포하고, 이어서 100℃에서 1분간 건조한 후, 역접착 처리를 실시한 두께 188㎛의 PET 지지체(즉, 제 2 지지체)를 상기 프리즘층 도포액을 도포한 면에 접합하여, 1,50OmJ/c㎡의 노광량으로 노광하여 각각 실시예 5~7의 광학시트(1)(프리즘시트)를 얻었다.
<광학시트의 평가>
실시예 6~8의 광학시트는 제 2 지지체를 적층하여 있으므로, 지지체에 충분 한 강성이 있고, 큰 사이즈 디스플레이용 프리즘시트로서 충분한 강성을 가지고 있었다.
<광학시트가 설치된 표시장치의 제작 및 평가>
또한, 실시예 6~8의 광학시트(프리즘시트)를 액정표시장치의 액정표시 패널에 설치하고, 실시예 1과 같은 방법으로 광학시트의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 1)
<광학시트의 제작>
비교예 1의 광학시트로서 상기에서 제작한 프리즘시트 A를 그대로 사용하였다.
<광학시트가 설치된 표시장치의 제작 및 평가>
비교예 1의 광학시트(프리즘시트)를 액정표시장치의 액정표시 패널에 설치하고, 실시예 1과 같은 방법으로 광학시트의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
정면휘도 사이드로브의 영향 강성
실시예 1 ○ ○ 낮음
실시예 2 ◎ ○ 낮음
실시예 3 ◎ ○ 낮음
실시예 4 ○ ◎ 양호
실시예 5 △ ○ 양호
실시예 6 ○ ○ 양호
실시예 7 ◎ ○ 양호
실시예 8 ◎ ○ 양호
비교예 1 × × 양호
상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1~8의 지지체와는 광학적 성질이 다른 광학조정부가 형성된 광학시트(프리즘시트)는 정면(프리즘시트의 법선방향)의 휘도가 높고, 또한 사이드로브라고 불리는 프리즘시트의 법선방향으로부터 프리즘 능선과 직교하는 방향으로 약 70°경사진 각도로 보여지는 출사광이 적어서, 디스플레이 재료로서 바람직한 특성을 갖고 있었다.
이에 비하여, 광학조정부를 형성하지 않은 비교예 1의 광학시트에서는 사이드로브라고 불리는 프리즘시트의 법선방향으로부터 프리즘 능선과 직교하는 방향으로 약 70°경사진 각도로 보여지는 출사광은 대부분 정면(프리즘시트의 법선방향)휘도가 낮은 것이었다.
또한, 실시예 4~8의 광학시트는 지지체를 2층 이상 갖고 있으므로, 강성이 높고 양호해서 직하형 디스플레이용 광학시트로서 바람직한 특성을 갖고 있었다.
본 발명에 의하면, 종래에 있어서의 상기 문제를 해결할 수 있고, 집광 기능 또는 광확산 기능이 우수하고, 사이드로브광의 유효 이용을 꾀함으로써, 상기 사이드로브의 영향을 저감시켜서 소망하는 각도방향, 특히 정면방향으로의 휘도 상승율이 우수한 광학시트 및 그 효율적이고 고밀도한 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 광학시트는 집광 기능 또는 광확산 기능이 우수하고, 사이드로브광의 유효 이용을 꾀함으로써, 상기 사이드로브의 영향을 저감시켜서 소망하는 각도방향, 특히 정면방향으로의 휘도 상승율이 우수하기 때문에, 휴대전화, PC용 모니터, 텔레비젼, 액정 프로젝터 등에 사용되는 액정표시장치에 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 광학시트는 집광성에 특히 우수하기 때문에, 상기 액정표시장치에 있어서, 휘도가 우수한 집광시트로서 더욱 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 본질적으로 가시광 흡수성이 없는 재료로 형성된 광학시트로서,
    광을 집광 내지 산란시키는 요철부가 형성된 제 1 표면을 갖는 지지체와,
    상기 지지체와는 광학적 성질이 다른 광학조정부를 구비하여 이루어지고,
    상기 광학조정부는 상기 제 1 표면측으로부터 상기 제 1 표면과는 반대측에 위치하는 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광이 입사했을 때의 상기 지지체에 있어서의 상기 광의 불통과부의 적어도 일부에 형성된 것을 특징으로 하는 광학시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 광학적 성질이 광반사성인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  3. 제 1 항에 있어서, 광학적 성질이 광확산성인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  4. 제 1 항에 있어서, 광학적 성질이 굴절율차인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지체가 2층 이상의 다층구조인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요철부가 프리즘 구조인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 프리즘 구조가 꼭지각이 60~120°인 이등변 삼각형 형상인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 광학시트의 제조방법으로서,
    광을 집광 내지 산란시키는 요철부가 적어도 제 1 표면에 형성된 지지체의, 상기 제 1 표면과는 반대측에 위치하는 제 2 표면에 감광층을 형성하는 감광층 형성공정,
    상기 지지체의 제 1 표면측으로부터 상기 제 2 표면의 법선방향으로 평행한 광이 입사하여 상기 감광층을 노광하는 노광공정, 및
    상기 감광층의 비노광부로서 상기 지지체에 상기 지지체와는 광학적 성질이 다른 광학조정부를 형성하는 광학조정부 형성공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 지지체의 제 2 표면측에 적어도 1층의 제 2 지지체를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 감광층은 포지티브 감광층이고, 현상에 의해 노광부의 감광층을 제거하고, 비노광부의 감광층의 적어도 일부에 광학적 조정부를 형성한 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 감광층은 네가티브 감광층이고, 현상에 의해 비노광부의 감광층을 제거하고, 상기 감광층이 제거된 영역의 적어도 일부에 광학적 조정부를 형성한 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 감광층은 광경화형 포지티브 감광층이고, 노광에 의한 점착성의 변화를 이용하여 비노광부의 감광층의 적어도 일부에 광학적 조정부를 형성한 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101234840B1 (ko) * 2008-05-14 2013-02-19 제일모직주식회사 크기 및 위치 조절된 반사패턴을 갖는 프리즘 시트, 이를채용한 백라이트 유니트, 및 상기 백라이트 유니트를구비한 액정표시장치
KR101275422B1 (ko) * 2008-07-07 2013-06-14 코오롱인더스트리 주식회사 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 탄성이 있는 광학 시트
WO2017047947A1 (ko) * 2015-09-17 2017-03-23 삼성에스디아이 주식회사 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR20170087781A (ko) * 2016-01-21 2017-07-31 삼성에스디아이 주식회사 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치
US10558072B2 (en) 2016-01-06 2020-02-11 Samsung Display Co., Ltd. Light generating member and display apparatus having the same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5276376B2 (ja) * 2008-07-31 2013-08-28 住友電気工業株式会社 配光制御パネルおよび移動体搭載用表示装置
JP2014202982A (ja) * 2013-04-08 2014-10-27 三菱レイヨン株式会社 光学フィルム及び面発光体

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0895038A (ja) * 1994-09-22 1996-04-12 Toshiba Corp 液晶ディスプレイ装置
JPH1039108A (ja) * 1996-07-19 1998-02-13 Toray Ind Inc マイクロレンズアレイシートの製造方法
JP2001201611A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Hitachi Ltd 光学的機能性シート及びこれを用いた面状光源並びに画像表示装置
JP2006119166A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Dainippon Printing Co Ltd 全反射プリズムシート、全反射プリズムシートの製造方法、背面投射型表示装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101234840B1 (ko) * 2008-05-14 2013-02-19 제일모직주식회사 크기 및 위치 조절된 반사패턴을 갖는 프리즘 시트, 이를채용한 백라이트 유니트, 및 상기 백라이트 유니트를구비한 액정표시장치
KR101275422B1 (ko) * 2008-07-07 2013-06-14 코오롱인더스트리 주식회사 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 탄성이 있는 광학 시트
WO2017047947A1 (ko) * 2015-09-17 2017-03-23 삼성에스디아이 주식회사 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치
US10558072B2 (en) 2016-01-06 2020-02-11 Samsung Display Co., Ltd. Light generating member and display apparatus having the same
KR20170087781A (ko) * 2016-01-21 2017-07-31 삼성에스디아이 주식회사 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치

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